一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法,兼容单相和三相交流输入的PFC电路包括电源输入端子1‑4、三相桥式PFC单元和控制单元，三相桥式PFC单元包括依次耦接的电感模块、开关模块和滤波模块，控制单元包括DSP控制模块，隔离驱动模块以及检测模块。根据外部交流电源输入，更改电源输入端子的接线关系，在单相交流输入时，基于电源输入端子的接线关系，控制开关管的开通和关断，使三相桥式PFC单元在单相桥式PFC模式、单相半桥PFC模式或改进型单相桥式PFC模式任一模式下工作或者三种工作模式切换工作。本申请根据不同的应用场景需要和产品需求选择适合的工作模式，实现三相交流和单相交流兼容输入，并可实现单相输入高效率充电。

【技术实现步骤摘要】
一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法
本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法。
技术介绍
随着国家对环保越来越重视，大力提倡节能、减排、降污的越来越重视，新能源汽车逐渐成为消费者出行的首选，加上国家新能源补贴政策，越来越多的新能源汽车如雨后春笋般地涌出，新能源汽车在节能环保、无排放尤为突出，加之不限号，更方便出行。然而，新能源汽车充电难、充电慢等问题成为电动汽车发展过程中面临的瓶颈，尤其是电动巴士和大型电动汽车的充电频繁、续航里程短、电池成本高昂等问题难以解决，在这种背景下，非接触式方式，在汽车行驶过程中，实时为电动汽车充电，显得迫在眉睫。其中，非接触方式主要是采用磁感应式无线电能传输系统。磁感应式无线电能传输系统在使用中，受使用场合电网输入条件的限制，有的场合例如高速公路上只有三相电源充电，有的场合例如普通的住宅或小区只有单相电源。这样就需要能兼容单相及三相电源充电的磁感应式无线电能传输系统。然而，目前普遍采用磁感应式无线电能传输系统在单相充电模式时功率一般较小，谐波、效率等指标较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法，该方法旨在解决兼容在各种场合及时补充电能的便捷需求，同时实现了在单相交流充电的模式下实现充电速度快、效率高的目的。本专利技术采取如下技术方案实现：一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法，所述兼容单相和三相交流输入的PFC电路包括4个电源输入端子1-4、三相桥式PFC单元和控制单元。电源输入端子的输入端用于耦接外部交流电源，输出端耦接控制单元。三相桥式PFC单元包括依次耦接的电感模块、开关模块和滤波模块。电源输入端子的输入端用于耦接外部交流电源，电感模块包括电感L1-L4，电感L1-L4的一端分别分别耦接控制单元。开关模块包括8个开关管M1-M8，开关管M1-M8的栅极分别耦接控制单元，开关管M1的源极和M5的漏极耦接电感L1的另一端，开关管M2的源极和M6的漏极耦接电感L2的另一端，开关管M3的源极和M7的漏极耦接电感L3的另一端，开关管M4的源极和M8的漏极耦接电感L4的另一端，开关管M1-M4的漏极作为第一输出引脚耦接滤波模块的正输入端，开关管M5-M8的源极和滤波模块的负输入端用于耦接地。滤波模块的输出端用于耦接负载。控制单元包括DSP控制模块，与DSP控制模块的输出端耦接的隔离驱动模块以及与DSP控制模块的输入端耦接的检测模块。检测模块的输入端耦接电源输入端子1-4的输出端，输出端耦接电感L1-L4的一端，隔离驱动模块的输出端分别耦接开关管M1-M8的栅极。控制方法包括根据单相或者三相交流输入，更改电源输入端子的接线关系，在单相交流电源输入时，DSP控制模块基于电源输入端子的接线关系，通过控制开关管的开通和关断，使三相桥式PFC单元在单相桥式PFC模式、单相半桥PFC模式或改进型单相桥式PFC模式任一模式工作或者三种模式切换工作。进一步的，电源输入端子1-3耦接单相交流电的L，电源输入端子4耦接单相交流电的N，控制三相桥式PFC单元工作在单相半桥PFC模式。进一步的，控制三相桥式PFC单元工作在单相半桥PFC模式的方法具体包括：当输入电压为正半周期，即L为正，N为负，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式：模式1，控制单元控制开关管M4、M5、M6开通,开关管M1、M2、M3关断，电源对电感L1、L2、L3储能；模式2，控制单元控制开关管M1、M2、M3开通,开关管M4、M5、M6关断，电感L1、L2、L3释放能量。当输入电压为负半周期，即L为负，N为正，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式，模式3，控制单元控制开关管M1、M2、M3开通,开关管M4、M5、M6关断，电源对电感L1、L2、L3储能；模式4，控制单元控制开关管M4、M5、M6开通,开关管M1、M2、M3关断，电感L1、L2、L3释放能量。进一步的，电源输入端子1耦接单相交流电的L，电源输入端子2耦接单相交流电的N，电源输入端子3和4悬空，控制三相桥式PFC单元工作在单相桥式PFC模式。进一步的，控制三相桥式PFC单元工作在单相桥式PFC模式具体包括：当输入电压为正半周期，即L为正，N为负，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式，模式1，控制单元控制开关管M4、M5开通,开关管M1-M3、M6关断，电源对电感L1、L2储能；模式2，控制单元控制开关管M1、M5开通,开关管M1-M4、M6关断，电感L1、L2释放能量。当输入电压为负半周期，即L为负，N为正，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式，模式3，控制单元控制开关管M4、M5开通,开关管M1-M3、M6关断，电源对电感L1、L2储能；模式4，控制单元控制开关管M2、M4导通,开关管M1、M3、M5、M6关断，电感L1、L2释放能量。进一步的，兼容单相和三相交流输入的PFC电路还包括电源输入端子5，电源输入端子1和2耦接单相交流电的L，电源输入端子3和4耦接单相交流电的N，电源输入端子5悬空，控制三相桥式PFC单元工作在改进型单相桥式PFC模式。进一步的，控制三相桥式PFC单元工作在改进型单相桥式PFC模式的方法具体包括：当输入电压为正半周期，即L为正，N为负，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式，模式1，控制单元控制开关管M5-M8开通,开关管M1-M4关断，电源对电感L1、L2储能；模式2，控制单元控制开关管M1、M2、M7、M8开通,开关管M3-M6关断，电感L1、L2释放能量。当输入电压为负半周期，即L为负，N为正，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式，模式3，控制单元控制开关管M5-M8开通,开关管M1-M4关断，电源对电感L1、L2储能；模式4，控制单元控制开关管M3-M6导通,开关管M1、M2、M7、M8关断，电感L1、L2释放能量。进一步的，滤波模块包括电容C1和C2，电容C1的正极耦接第一输出引脚，电容C1的负极和电容C2的正极耦接电源输入端子5，电容C2的负极用于耦接地。本专利技术具有如下技术优点或有益效果：本申请根据外部单相或者三相交流输入，更改交流输入端的接线关系和控制方法，实现了兼容三相交流输入和单线交流输入，并且在单相交流输入实现在单相桥式PFC模式、单相半桥PFC模式、改进型单相桥式PFC模式任一模式工作。并可实现三种工作模式的切换。提供单相充电的功率和效率。解决了不同场合下无线充电的通用性要求，降低了成本，方便无线充电系统的推广和发展。附图说明图1为本专利技术实施例的兼容单相和三相交流输入的PFC电路的电路原理图；图2为本专利技术实施例的单相半桥PFC模式输入电压为正半周期的模式1的工作示意图；图3为本专利技术实施例的单相半桥PFC模式输入电压为正半周期的模式2的工作示意图；图4为本专利技术实施例的单相半桥PFC模式输入电压为负半周期的模式3的工作示意图；图5为本专利技术实施例的单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法，所述兼容单相和三相交流输入的PFC电路包括4个电源输入端子1-4、三相桥式PFC单元和控制单元，所述电源输入端子的输入端用于耦接外部交流电源，输出端耦接控制单元；/n所述三相桥式PFC单元包括依次耦接的电感模块、开关模块和滤波模块，所述电感模块包括电感L1-L4，所述电感L1-L4的一端分别耦接控制单元；所述开关模块包括8个开关管M1-M8，所述开关管M1-M8的栅极分别耦接控制单元，开关管M1的源极和M5的漏极耦接电感L1的另一端，开关管M2的源极和M6的漏极耦接电感L2的另一端，开关管M3的源极和M7的漏极耦接电感L3的另一端，开关管M4的源极和M8的漏极耦接电感L4的另一端，开关管M1-M4的漏极作为第一输出引脚耦接滤波模块的正输入端，开关管M5-M8的源极和滤波模块的负输入端用于耦接地；所述滤波模块的输出端用于耦接负载；/n所述控制单元包括DSP控制模块，与DSP控制模块的输出端耦接的隔离驱动模块，以及与DSP控制模块的输入端耦接的检测模块；所述检测模块的输入端耦接电源输入端子1-4的输出端，输出端耦接电感L1-L4的一端,所述隔离驱动模块的输出端分别耦接开关管M1-M8的栅极，其特征在于，控制方法包括：/n根据单相或者三相交流电源输入，更改电源输入端子的接线关系，在单相交流电源输入时，DSP控制模块基于电源输入端子的接线关系，通过控制开关管的开通和关断，使三相桥式PFC单元在单相桥式PFC模式、单相半桥PFC模式或改进型单相桥式PFC模式任一模式工作或者三种模式切换工作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于兼容单相和三相交流输入的PFC电路的控制方法，所述兼容单相和三相交流输入的PFC电路包括4个电源输入端子1-4、三相桥式PFC单元和控制单元，所述电源输入端子的输入端用于耦接外部交流电源，输出端耦接控制单元；
所述三相桥式PFC单元包括依次耦接的电感模块、开关模块和滤波模块，所述电感模块包括电感L1-L4，所述电感L1-L4的一端分别耦接控制单元；所述开关模块包括8个开关管M1-M8，所述开关管M1-M8的栅极分别耦接控制单元，开关管M1的源极和M5的漏极耦接电感L1的另一端，开关管M2的源极和M6的漏极耦接电感L2的另一端，开关管M3的源极和M7的漏极耦接电感L3的另一端，开关管M4的源极和M8的漏极耦接电感L4的另一端，开关管M1-M4的漏极作为第一输出引脚耦接滤波模块的正输入端，开关管M5-M8的源极和滤波模块的负输入端用于耦接地；所述滤波模块的输出端用于耦接负载；
所述控制单元包括DSP控制模块，与DSP控制模块的输出端耦接的隔离驱动模块，以及与DSP控制模块的输入端耦接的检测模块；所述检测模块的输入端耦接电源输入端子1-4的输出端，输出端耦接电感L1-L4的一端,所述隔离驱动模块的输出端分别耦接开关管M1-M8的栅极，其特征在于，控制方法包括：
根据单相或者三相交流电源输入，更改电源输入端子的接线关系，在单相交流电源输入时，DSP控制模块基于电源输入端子的接线关系，通过控制开关管的开通和关断，使三相桥式PFC单元在单相桥式PFC模式、单相半桥PFC模式或改进型单相桥式PFC模式任一模式工作或者三种模式切换工作。


2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：电源输入端子1-3耦接单相交流电的L，电源输入端子4耦接单相交流电的N时，控制三相桥式PFC单元工作在单相半桥PFC模式。


3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，控制三相桥式PFC单元工作在单相半桥PFC模式的方法具体包括：
当输入电压为正半周期，即L为正，N为负，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式，
模式1，控制单元控制开关管M4、M5、M6开通,开关管M1、M2、M3关断，电源对电感L1、L2、L3储能；
模式2，控制单元控制开关管M1、M2、M3开通,开关管M4、M5、M6关断，电感L1、L2、L3释放能量；
当输入电压为负半周期，即L为负，N为正，三相桥式PFC单元切换工作在以下两种模式，
模式3，控制单元控制开关管M1、M2、M3开通,开关管M4、M5、M6关断，电源对电感L1、L2、L3储能；
模式4，控制单元控...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇秋林，杨后跃，罗嗣锦，舒方禹，梁华芳，
申请(专利权)人：上海万暨电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31