电动汽车车载智能快速充电器的研究与设计

由于半桥变换器上桥臂MOSFET的源极接下端开关管而处于悬浮状态， 需要同步的自举电路来抬升栅极驱动电压。在该设计中由R1、D1、C2 组成自举电路， 对上桥臂高端栅极驱动电路进行供电。

自举电容的选择为：

式中： Qg 为MOSFET栅极提供的电荷。

自举二极管D1 选择时应该遵循其击穿电压大于Uin、恢复时间足够快的原则， 以减少自举电容反馈给电源Vcc的电荷。

自举电阻R1 的取值不能太大(一般为5 ~10 ) , 否则会增加VBS时间常数。

2.3.2 保护电路的设计

保护电路具有过压、欠压、过流、过温等保护功能， 在出现上述故障时， 控制系统首先对故障的紧急程度进行判断， 当出现过欠压或者过温警示信号时， 实行限制输出功率保护方案; 在出现过流、短路等故障时， 控制主电路停止工作， 保护充电电源免受损坏。要使系统正常工作， 需要重新开机。

2.3.3 单片机控制部分介绍

该系统的总体控制采用NEC 的F0881单片机作为充电器的智能中心， 对充电过程进行控制。

由于采用智能充电， 铅酸蓄电池每个阶段所需的充电电压和充电电流都不同， 则在充电时该单片机对电池端的电流电压信号进行采集，分析处理， 模糊推理、模糊决策等， 根据不同的状态采用对应的慢脉冲快速充电方法以及保证在各充电阶段之间的稳定切换。对出现的各种故障和报警信号进行处理。该部分还包括对电流、电压和温度的采集以及显示等。

3 试验结果及分析

在上述设计思路的指导下， 我们研制第一台车载智能充电器的实物图如图5所示。

图5车载智能快速充电器实物图

对其进行测量， 其体积为347 212 125mm3,重量为7??9kg.在- 10℃~ + 40℃的环境温度中，整机效率> 86%, 并且在75℃机内温度会自动保护。其工艺制作满足体积小， 重量轻， 可靠性高，集成度高等要求。