一种增程控制器控制电路制造技术

本发明专利技术提供一种增程控制器控制电路，包括中央处理器MCU及与中央处理器MCU分别连接的半控桥式直流电源模块、永磁电机驱动模块、辅助电源及尖峰电压能量处理模块，各模块硬件电路相连接，由中央处理器MCU统一协调控制各个部分工作。本发明专利技术中的辅助电源及尖峰电压能量处理模块为整个控制电路提供能源，在发动机处于停止状态时，将永磁电机作为电动机模式，中央处理器MCU根据电机相位采样信号控制MOS驱动电路，从外部电池获取电能驱动永磁电机转动从而启动发电机；在发动机启动成功后，中央处理器MCU根据外部电池当前电压和电流、永磁电机转速等信号，控制可控硅驱动电路驱动可控硅工作，使电路主电源输出电压、电流稳定的直流电能。

Controller for increasing range controller

The present invention provides a process controller gain control circuit comprises a central processor and the central processor MCU and MCU are respectively connected with the half controlled bridge DC power supply module, permanent magnet motor drive module, auxiliary power supply and voltage spike energy processing module, the hardware circuit of each module is connected by a unified central processor MCU coordinated control of various parts of the work. The auxiliary power supply and voltage spike energy processing module to provide power for the control circuit of the invention, when the engine is stopped when the permanent magnet motor as the motor model, the central processor MCU according to the sampling signal to control MOS drive circuit of the motor phase, get the electric power to drive the generator of permanent magnet motor rotation from external power in the pool; start the engine after the success of the central processor MCU according to the external current battery voltage and current, permanent magnet motor speed control signal, the drive circuit of silicon controlled thyristor circuit work, the main power supply output DC voltage and current stability can.

【技术实现步骤摘要】
一种增程控制器控制电路
本专利技术涉及发电机
，具体涉及一种增程控制器控制电路。
技术介绍
现有纯电车辆在日常使用中，可能会出现纯电里程不足，而充电场地和速度又不能满足像燃油车添加燃油一样方便。为了解决日常使用中纯电续航里程不足的问题，在纯电驱动车辆中安装一台功率约等于车辆行走驱动电机额定功率的燃油发电机组，当电池电量不足时可以启动内燃机发电，为整车行走电机提供电能，此发电机组即为增程器，控制该发电机组工作的控制器即为增程控制器。现有增程器通常采用内燃机(汽油发动机)带动永磁发电机、或少量汽油发动机带动AVR励磁发电机组合而成。永磁发电机具有体积小、效率高、功率密度高等优点，还方便在电动机和发电机两种模式之间切换，但是发电机模式时不能自动调节输出电压。AVR励磁发电机相比永磁发电机在体积、功率密度等方面有所不足，更不方便在电动机和发电机两种模式之间切换，但是可以用调压器调节电压。永磁电机具体应用在启动过程中磁电机处于电动机模式，从电池获取电能驱动电机转动带动内燃机曲轴旋转，从而实现内燃机自动运行，即启动内燃机；在内燃机启动成功后，内燃机曲轴带动永磁电机转运，把机械能转换成电能，再用二极管组成三相整流桥整流成直流电能输出。因为永磁电机输出电压与绕线参数、磁场强度和转速相关，所以增程器应用中只能通过调节其转速来改变输出电压和功率，而二极管整流也不能调节输出电压和功率，所以目前增程器控制方式无法实现稳定电压和功率输出。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种增程控制器控制电路，该控制电路可以对发电机输出的直流电压和电流进行控制，实现稳定电压和功率输出，实现电池电压跟踪和行车驱动器功率跟踪。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种增程控制器控制电路，包括中央处理器MCU及与所述中央处理器MCU分别连接的半控桥式直流电源模块、永磁电机驱动模块、辅助电源及尖峰电压能量处理模块，所述永磁电机驱动模块和半控桥式直流电源模块分别与辅助电源及尖峰电压能量处理模块连接，所述永磁电机驱动模块和半控桥式直流电源模块连接；其中，所述半控桥式直流电源模块用于在发动机运行时，把永磁发电机输出的三相交流电，转换成稳定可控的直流电能输出；所述永磁电机驱动模块用于发动机停机时，从整车电池获取电能驱动永磁电机转动，从而让发动机启动，且所述永磁电机驱动模块不与半控桥式直流电源模块同时工作；所述辅助电源及尖峰电压能量处理模块用于为整个控制电路系统提供电源，并负责吸收所述半控桥式直流电源模块中可控硅工作时在电机绕圈上产生的尖峰电压，且将吸收的尖峰电压能量转移到整个控制电路系统的功率输出端；所述中央处理器MCU用于根据用户控制信号，控制所述永磁电机驱动模块驱动永磁电机，启停发动机，并根据电池电压、输出直流电流和控制信号，控制所述半控桥式直流电源模块输出电压和电流。进一步，所述半控桥式直流电源模块包括电流采样电路、输出电流控制电路、电压采样电路、输出电压控制电路、驱动相位控制电路、可控硅驱动电路、可控硅半控三相桥和输出直流滤波电路；其中，所述电流采样电路用于采样所述半控桥式直流电源模块的当前直流输出电流，并反馈给中央处理器MCU及输出电流控制电路；所述输出电流控制电路用于根据中央处理器MCU提供的电流基准，对比所述当前输出电流给出电流偏差值；所述电压采样电路用于采样所述半控桥式直流电源模块的当前输出直流电压，并反馈给中央处理器MCU及输出电压控制电路；所述输出电压控制电路用于根据中央处理器MCU提供的电压基准，对比所述当前输出电压给出电压偏差值；所述驱动相位控制电路用于根据电流偏差值、电压偏差值和输入永磁发电机电压相位信号，输出可控硅导通角度相位控制信号；所述可控硅驱动电路用于根据可控硅导通角度相位控制信号，为可控硅导通提供驱动电流；所述可控硅半控三相桥为直流输出功率承载部分，用于将永磁电机输出的三相交流电转换成直流电，并将可控硅导管工作时在电机绕组上产生的尖峰电压输出至所述辅助电源及尖峰电压能量处理模块；所述输出直流滤波电路用于将所述可控硅半控三相桥输出的直流电采用削峰填谷的方式把直流纹波滤除到设定范围内，并作为整个控制电路的功率输出端。进一步，所述永磁电机驱动模块包括驱动电流检测电路、电机相位检测电路、MOS驱动电路、MOS三相全桥和防电流反流电路；其中，所述驱动电流检测电路用于检测发动机启动时电机驱动部分流过MOS管的电流，并将此电流传输至中央处理器MCU采样，以用于控制启动时流过MOS管的电流；所述电机相位检测电路用于采用反电势方式检测启动过程中电机相位信号即定子与转子的相对位置，为中央处理器MCU输出PWM信号驱动电机转动提供位置信号；所述MOS驱动电路用于根据中央处理器MCU提供的PWM信号，为所述MOS三相全桥工作提供MOS开关工作必须的电能；所述MOS三相全桥用于在发动机未启动时，使用MOS管根据所述中央处理器MCU控制磁电机每相绕组上周期变化的电流，驱动磁电机转动，从而启动发动机；所述防电流反流电路用于在MOS三相全桥与外部电池之间限定电流方向。进一步，所述防电流反流电路包括二极管D35和D14，所述二极管D35的阳极与MOS三相全桥连接，阴极与所述驱动电流检测电路连接，所述二极管D14的阳极与电池正极连接，阴极与所述MOS三相全桥连接。进一步，所述辅助电源及尖峰电压能量处理模块包括辅助电源单元和尖峰电压能量处理单元，所述尖峰电压能量处理单元包括二极管D29、D31和电解电容C61，所述二极管D31的阳极与所述辅助电源单元中变压器U13的第10脚连接，阴极与二极管D29的阳极、电解电容C61的正极和电池正极连接，所述二极管D29的阴极与电池正极连接，所述电解电容C61的负极与变压器U13的第9脚连接并接地。进一步，所述中央处理器MCU采用瑞萨公司生产的型号为R7F0C009的微处理器。进一步，所述增程控制器控制电路还包括与中央处理器MCU和半控桥式直流电源模块连接的辅助控制电路模块，所述辅助控制电路模块用于接收用户开关控制信号，通过通信方式与外围设备交换数据，采样发动机工作状态信号，并驱动发动机风门和油门步进电机，让发动机稳定工作。进一步，所述辅助控制电路模块包括温度采样电路、转速采样熄火控制电路、通信电路、输入控制信号检测电路、风门步进电机控制电路和油门步进电机控制电路；其中，所述温度采样电路用于采集功率器件部分的温度，并反馈给中央处理器MCU；所述转速采样熄火控制电路用于采样发动机转速信号，控制发动机熄火；所述通信电路用于与外部组件传输数据；所述输入控制信号检测电路用于对外部开关信号进行检测；所述风门步进电机控制电路用于驱动第一2相4线步进电机；所述油门步进电机控制电路用于驱动第二2相4线步进电机。与现有技术相比，本专利技术提供的增程控制器控制电路，可以摆脱输出电压对发电机转速的绝对依耐，在不同的转速下都可以输出稳定、可控的直流电能，可以由MCU自主控制是否允许直流输出、输出直流电压和功率，可以实现增程器输出对整车电池电压跟踪、整车行走电机功率跟踪，对电池无电压和电流冲击，匹配不同车型和发动机通用性好，既可以和BMS(电池管理系统)配合工作、也可以脱离BMS独立工作，还具有可靠性高、效率高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增程控制器控制电路，其特征在于，包括中央处理器MCU(1)及与所述中央处理器MCU(1)分别连接的半控桥式直流电源模块(2)、永磁电机驱动模块(3)、辅助电源及尖峰电压能量处理模块(4)，所述永磁电机驱动模块(3)和半控桥式直流电源模块(2)分别与辅助电源及尖峰电压能量处理模块(4)连接，所述永磁电机驱动模块(3)和半控桥式直流电源模块(2)连接；其中，所述半控桥式直流电源模块(2)用于在发动机运行时，把永磁发电机输出的三相交流电，转换成稳定可控的直流电能输出；所述永磁电机驱动模块(3)用于发动机停机时，从整车电池获取电能驱动永磁电机转动，从而让发动机启动，且所述永磁电机驱动模块(3)不与半控桥式直流电源模块(2)同时工作；所述辅助电源及尖峰电压能量处理模块(4)用于为整个控制电路系统提供电源，并负责吸收所述半控桥式直流电源模块(2)中可控硅工作时在电机绕圈上产生的尖峰电压，且将吸收的尖峰电压能量转移到整个控制电路系统的功率输出端；所述中央处理器MCU(1)用于根据用户控制信号，控制所述永磁电机驱动模块(3)驱动永磁电机，启停发动机，并根据电池电压、输出直流电流和控制信号，控制所述半控桥式直流电源模块(2)输出电压和电流。...

【技术特征摘要】
1.一种增程控制器控制电路，其特征在于，包括中央处理器MCU(1)及与所述中央处理器MCU(1)分别连接的半控桥式直流电源模块(2)、永磁电机驱动模块(3)、辅助电源及尖峰电压能量处理模块(4)，所述永磁电机驱动模块(3)和半控桥式直流电源模块(2)分别与辅助电源及尖峰电压能量处理模块(4)连接，所述永磁电机驱动模块(3)和半控桥式直流电源模块(2)连接；其中，所述半控桥式直流电源模块(2)用于在发动机运行时，把永磁发电机输出的三相交流电，转换成稳定可控的直流电能输出；所述永磁电机驱动模块(3)用于发动机停机时，从整车电池获取电能驱动永磁电机转动，从而让发动机启动，且所述永磁电机驱动模块(3)不与半控桥式直流电源模块(2)同时工作；所述辅助电源及尖峰电压能量处理模块(4)用于为整个控制电路系统提供电源，并负责吸收所述半控桥式直流电源模块(2)中可控硅工作时在电机绕圈上产生的尖峰电压，且将吸收的尖峰电压能量转移到整个控制电路系统的功率输出端；所述中央处理器MCU(1)用于根据用户控制信号，控制所述永磁电机驱动模块(3)驱动永磁电机，启停发动机，并根据电池电压、输出直流电流和控制信号，控制所述半控桥式直流电源模块(2)输出电压和电流。2.根据权利要求1所述的增程控制器控制电路，其特征在于，所述半控桥式直流电源模块(2)包括电流采样电路(21)、输出电流控制电路(22)、电压采样电路(23)、输出电压控制电路(24)、驱动相位控制电路(25)、可控硅驱动电路(26)、可控硅半控三相桥(27)和输出直流滤波电路(28)；其中，所述电流采样电路(21)用于采样所述半控桥式直流电源模块(2)的当前直流输出电流，并反馈给中央处理器MCU(1)及输出电流控制电路(22)；所述输出电流控制电路(22)用于根据中央处理器MCU(1)提供的电流基准，对比所述当前输出电流给出电流偏差值；所述电压采样电路(23)用于采样所述半控桥式直流电源模块(2)的当前输出直流电压，并反馈给中央处理器MCU(1)及输出电压控制电路(24)；所述输出电压控制电路(24)用于根据中央处理器MCU(1)提供的电压基准，对比所述当前输出电压给出电压偏差值；所述驱动相位控制电路(25)用于根据电流偏差值、电压偏差值和输入永磁发电机电压相位信号，输出可控硅导通角度相位控制信号；所述可控硅驱动电路(26)用于根据可控硅导通角度相位控制信号，为可控硅导通提供驱动电流；所述可控硅半控三相桥(27)为直流输出功率承载部分，用于将永磁电机输出的三相交流电转换成直流电，并将可控硅导管工作时在电机绕组上产生的尖峰电压输出至所述辅助电源及尖峰电压能量处理模块(4)；所述输出直流滤波电路(28)用于将所述可控硅半控三相桥(27)输出的直流电采用削峰填谷的方式把直流纹波滤除到设定范围内，并作为整个控制电路的功率输出端。3.根据权利要求1所述的增程控制器控制电路，其特征在于，所述永磁电机驱动模块(3)包括驱动电流检测电路(31)、电机相位检测电路(32)、MOS驱动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：何林，周安，邱永东，
申请(专利权)人：重庆力华自动化技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50