一种大容性负载预充电路及其工作方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种大容性负载预充电路及其工作方法，该电路包括控制单元、电压转换单元以及PWM预充单元，电压转换单元以及PWM预充单元分别与控制单元连接，电压转换单元以及PWM预充单元分别连接有负载，PWM预充单元包括预充开关元件以及限流元件，预充开关元件与限流元件连接，限流元件与负载连接，预充开关元件与控制单元连接；通过控制单元对预充开关元件的通断控制以及限流元件对预充电流的限制，以实现对负载的预充电流平均值和预充电流峰值的限制。通过实施本发明专利技术实施例的一种大容性负载预充电路及其工作方法可实现对大容性负载进行预充，低成本，体积小，提高预充效率和改善预充效果。率和改善预充效果。率和改善预充效果。

【技术实现步骤摘要】
一种大容性负载预充电路及其工作方法


[0001]本专利技术涉及负载预充电路
，尤其涉及一种大容性负载预充电路及其工作方法。

技术介绍

[0002]电动汽车电池组是整车动力及供电的主要来源，有的时候动力电池的后端用电设备形式也是各样的，但是这些设备一般都有等效容性负载的特性，电容值有大有小视设备而定，系统启动时，动力电池首先要将后端用电设备的等效容性负载预先充满后，动力电池才会进一步提供更多的电量更大的电流；但是在动力电池给容性负载预充的开始时，电容两端的电压基本是0V，那么这个时刻就相当于电池短路，如果容性负载容值超过10000uF，短路事件更容易被触发，所以保证较大容性负载可以被正常有效充满，即预充时间不可以过长一般在1
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3S内完成，并不触发短路或过流事件是对BMS产品设计的基本要求。
[0003]现有的预充电路基本上采用预充限流电阻进行限流预充，但是这种方式存在预充电流是随着容性负载电压升高而线性下降的，即预充尾端电流越来越小甚至有充不满的可能性，预充效率低，效果相对较差，且体积大，功率大，成本高。
[0004]因此，有必要设计一种新的电路，实现对大容性负载进行预充，低成本，体积小，提高预充效率和改善预充效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种大容性负载预充电路及其工作方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种大容性负载预充电路，包括控制单元、电压转换单元以及PWM预充单元，所述电压转换单元以及所述PWM预充单元分别与所述控制单元连接，所述电压转换单元以及所述PWM预充单元分别连接有负载，所述PWM预充单元包括预充开关元件以及限流元件，所述预充开关元件与所述限流元件连接，所述限流元件与所述负载连接，所述预充开关元件与所述控制单元连接；通过控制单元对所述预充开关元件的通断控制以及所述限流元件对预充电流的限制，以实现对负载的预充电流平均值和预充电流峰值的限制。
[0007]其进一步技术方案为：所述预充开关元件包括预充MOS管Q1。
[0008]其进一步技术方案为：所述限流元件包括功率电感L1，所述预充MOS管Q1的漏极与所述功率电感L1连接，所述预充MOS管Q1的栅极和源极分别与所述控制单元连接。
[0009]其进一步技术方案为：所述控制单元的输出端脚还连接有充放电开关元件，所述充放电开关元件的一端连接于所述控制单元与所述预充MOS管Q1的源极之间，所述充放电开关元件的另一端与负载连接。
[0010]其进一步技术方案为：所述充放电开关元件包括充电MOS管以及放电MOS管。
[0011]其进一步技术方案为：所述充放电开关元件包括充电功率继电器以及放电功率继电器。
[0012]其进一步技术方案为：所述功率电感L1与所述负载之间连接有二极管D2。
[0013]另外，本专利技术要解决的技术问题是还在于提供一种大容性负载预充电路的工作方法，所述工作方法适用于上述的大容性负载预充电路，包括：通过控制单元对预充开关元件的通断控制以及限流元件对预充电流的限制，以实现对负载的预充电流平均值和预充电流峰值的限制。
[0014]其进一步技术方案为：所述通过控制单元对所述预充开关元件的通断控制以及所述限流元件对预充电流的限制，以实现对负载的预充电流平均值和预充电流峰值的限制，包括：系统初始上电或充放电开关元件断开时，预充开关元件处于导通状态，当控制单元检测到有启动电流时，关断预充开关元件；控制单元通过负载当前电压值和电池组当前电压值的压差实时输出PWM脉冲波，以控制预充开关元件的导通或关断，以确保对负载的预充电流平均值和预充电流峰值限制在设定范围内；当负载的电量被充设定范围值时，控制单元控制充放电开关元件导通，当负载的电量被充满时，控制单元断开预充开关元件。
[0015]其进一步技术方案为：所述当负载的电量被充设定范围值时，控制单元控制充放电开关元件导通，当负载的电量被充满时，控制单元断开预充开关元件之后，还包括：当系统下电后重启或工作过程有主回路故障时，断开充放电开关元件，并执行所述系统初始上电或充放电开关元件断开时，预充开关元件处于导通状态，当控制单元检测到有启动电流时，关断预充开关元件。
[0016]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术通过设置控制单元、电压转换单元以及PWM预充单元，利用PWM预充单元的预充开关元件的快速通断响应功能以及限流元件对电流的限制功能，实现对负载的预充电流平均值和预充电流峰值的限制，进而达到对容性负载的预充，采用的是电感和MOS管，无需使用预充电阻实现对电流的限制，可实现对大容性负载进行预充，低成本，体积小，提高预充效率和改善预充效果。
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种大容性负载预充电路的示意性框图；图2为本专利技术实施例提供的一种大容性负载预充电路的具体电路原理图；图3为本专利技术实施例提供的回路电流波形的示意图；图中标识说明：10、控制单元；20、电压转换单元；30、PWM预充单元；40、负载。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0022]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0023]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0024]请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的一种大容性负载预充电路的示意性框图，该电路可以运用在电动汽车电池组对负载40进行充电的过程中，实现对大容性负载进行预充，低成本，体积小，提高预充效率和改善预充效果。
[0025]请参阅图1，一种大容性负载预充电路，包括控制单元10、电压转换单元20以及PWM预充单元30，电压转换单元20以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大容性负载预充电路，其特征在于，包括控制单元、电压转换单元以及PWM预充单元，所述电压转换单元以及所述PWM预充单元分别与所述控制单元连接，所述电压转换单元以及所述PWM预充单元分别连接有负载，所述PWM预充单元包括预充开关元件以及限流元件，所述预充开关元件与所述限流元件连接，所述限流元件与所述负载连接，所述预充开关元件与所述控制单元连接；通过控制单元对所述预充开关元件的通断控制以及所述限流元件对预充电流的限制，以实现对负载的预充电流平均值和预充电流峰值的限制。2.根据权利要求1所述的一种大容性负载预充电路，其特征在于，所述预充开关元件包括预充MOS管Q1。3.根据权利要求2所述的一种大容性负载预充电路，其特征在于，所述限流元件包括功率电感L1，所述预充MOS管Q1的漏极与所述功率电感L1连接，所述预充MOS管Q1的栅极和源极分别与所述控制单元连接。4.根据权利要求3所述的一种大容性负载预充电路，其特征在于，所述控制单元的输出端脚还连接有充放电开关元件，所述充放电开关元件的一端连接于所述控制单元与所述预充MOS管Q1的源极之间，所述充放电开关元件的另一端与负载连接。5.根据权利要求4所述的一种大容性负载预充电路，其特征在于，所述充放电开关元件包括充电MOS管以及放电MOS管。6.根据权利要求4所述的一种大容性负载预充电路，其特征在于，所述充放电开关元件包括充电功率继电器以及放电功率继电器。7.根据权利要求3所述的一种大容性负载预充电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶之宁，刘雷，王华，申传洋，
申请(专利权)人：浙江高泰昊能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：