一种智能船舶充电机制造技术

一种智能船舶充电机，其特征在于，包括：依次连接的EMI滤波器、第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、变压器、第二整流电路和第二滤波电路，所述EMI滤波器连接到三相交流输入电压，所述第二滤波电路连接到蓄电池组；所述全桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第一开关管和第三开关管串联连接，第二开关管和第四开关管串联连接；输出采样电路采样蓄电池组的充电电压和充电电流，输出对应的电压反馈值和电流反馈值；单片机输出电流给定值和电压给定值，经过D/A转换器转换为模拟信号；双PI调节电路包括并联连接的电流PI环和电压PI环，电流PI环对电流反馈值和电流给定值进行PI调节，电压PI环对电压反馈值和电压给定值进行PI调节，最小值选择电路对电流PI环和电压PI环的输出信号的最小值进行选择，双PI调节电路的输出信号耦接到PWM控制器，与PWM控制器内部的斜波电压进行比较，调整PWM控制器输出脉冲信号的宽度，PWM控制器输出脉冲信号耦接到所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的控制端。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提出了一种智能船舶充电机，包括：依次连接的EMI滤波器、第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、变压器、第二整流电路和第二滤波电路，所述EMI滤波器连接到三相交流输入电压，所述第二滤波电路连接到蓄电池组；输出采样电路采样蓄电池组的充电电压和充电电流，输出对应的电压反馈值和电流反馈值；单片机输出电流给定值和电压给定值；双PI调节电路包括并联连接的电流PI环和电压PI环，其输出信号耦接到PWM控制器，PWM控制器输出脉冲信号耦接到所述全桥电路。本技术的智能充电机提高了整机效率，且控制简单，充电机体积变得更小、更加适合于大功率场合。【专利说明】一种智能船舶充电机
本技术涉及电力电子
，特别涉及一种充电机。
技术介绍
船舶是水上交通运输和水上作业的主要工具，伴随着社会的发展以及科学的进步，船舶的数目及种类越来越多，在运输业中也起着越来越重要的作用。应急蓄电池用来在主电源断电时给通信设备供电，对于海上救生有着决定性意义。应急蓄电池作为船上的应急电源，为应急照明、电话、报警系统、无线电设备等提供电力，并用来启动应急发电机、救生艇等。而现有的应急蓄电池存在着充电管理不科学的问题，严重缩短了蓄电池的寿命，船舶一旦在运行途中停电，就会陷入无处充电的境地，大大影响了运输安全；而且，现有的充电机主要采用硬开关技术，充电效率低，充电机中磁性元器件的体积和重量大，导致充电机的体积和重量无法减小。
技术实现思路
本技术提出一种智能船舶充电机，解决了现有技术中应急蓄电池充电管理不科学、充电机体积大、充电效率低的问题。本技术的技术方案是这样实现的:一种智能船舶充电机，包括:依次连接的EMI滤波器、第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、变压器、第二整流电路和第二滤波电路，所述EMI滤波器连接到三相交流输入电压，所述第二滤波电路连接到蓄电池组；所述全桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第一开关管和第三开关管串联连接，第二开关管和第四开关管串联连接；输出采样电路采样蓄电池组的充电电压和充电电流，输出对应的电压反馈值和电流反馈值；单片机输出电流给定值和电压给定值，经过D/A转换器转换为模拟信号；双PI调节电路包括并联连接的电流PI环和电压PI环，电流PI环对电流反馈值和电流给定值进行PI调节，电压PI环对电压反馈值和电压给定值进行PI调节，最小值选择电路对电流PI环和电压PI环的输出信号的最小值进行选择，双PI调节电路的输出信号耦接到PWM控制器，与PWM控制器内部的斜波电压进行比较，调整PWM控制器输出脉冲信号的宽度，PWM控制器输出脉冲信号耦接到所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的控制端。可选地，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管为IGBT晶体管。可选地，所述第一开关管和第三开关管分别并联有反向二极管和电容器，所述第二开关管和第四开关管为逆阻型IGBT管。可选地，所述最小值选择电路包括第一二极管和第二二极管，第一二极管的阴极连接到所述电流PI环的输出端，第二二极管的阴极连接到所述电压PI环的输出端，第一二极管的阳极和第二二极管的阳极连接在一起，作为双PI调节电路的输出端。可选地，所述PWM控制器为UC系列控制器。可选地，所述PWM控制器为UCC3895控制器。可选地，所述单片机为atmega64单片机。本技术的有益效果是:(I)能够实现充电状态自动切换；(2)软开关降低了开关损耗，提高了整机效率，且控制简单，充电机体积变得更小、更加适合于大功率场合。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。图1为本技术一种智能充电机的总体结构框图；图2为本技术一种智能充电机的主电路的一个实施例的电路图；图3为本技术一种智能充电机的主电路的再一个实施例的电路图；图4为图3中全桥电路的工作波形图；图5为本技术智能充电机的双PI调节电路的控制框图；图6为本技术智能充电机的双PI调节电路的一个实施例的电路图。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术的一种智能船舶充电机，包括:依次连接的EMI滤波器12、第一整流电路13、第一滤波电路14、全桥电路20、变压器15、第二整流电路16和第二滤波电路17，EMI滤波器12连接到三相交流输入电压11，第二滤波电路17连接到蓄电池组18 ;输出采样电路19采样蓄电池组18的充电电压和充电电流，输出对应的电压反馈值和电流反馈值；单片机22输出电流给定值和电压给定值，经过D/A转换器转换为模拟信号；双PI调节电路30接收上述电压反馈值、电流反馈值、电流给定值和电压给定值并进行PI调节，双PI调节电路30的输出信号耦接到PWM控制器21，与PWM控制器21内部的斜波电压进行比较，调整PWM控制器输出脉冲信号的宽度，PWM控制器输出的脉冲信号控制全桥电路20中开关管的导通时间。如图2所示，本技术智能充电机主电路的一个实施例中，第一整流电路为三相整流桥，连接到三相交流输入，第一滤波电路为LC滤波器，包括电感L和电容C ;全桥电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4,第一开关管Q1和第三开关管Q3串联连接，第二开关管Q2和第四开关管Q4串联连接；变压器T包括漏感Lp第二整流电路为全波整流电路，包括二极管Dki和二极管Dk2 ;第二滤波电路为LC滤波器，包括电感Lf和电容Cf，第二滤波电路连接到蓄电池组R。三相交流输入380V电压经整流和滤波后变成直流电，全桥电路每个桥臂的两个开关管(斜对角的两个开关管)180度互补导通，两个桥臂的导通之间相差一个移相角。通过调节移相角的大小，来调节输出电压脉冲宽度，从而达到调节相应的输出电压的目的。如图3所示，本技术智能充电机主电路的再一个实施例中，全桥电路的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管为IGBT晶体管，第一开关管Q1并联有反向二极管D1和电容器C1，第三开关管并联有反向二极管D3和电容器C3,第二开关管Q2和第四开关管Q4为逆阻型IGBT管。二极管D1和电容器C1、二极管D3和电容器C3可以是IGBT的体二极管和寄生电容，也可以是外部并联的二极管和电容。图3中的全桥电路采用了移相全桥软开关技术，把谐振变换技术和普通的PWM变换技术相结合，可以使开关器件在较低的电压、电流应力下实现软开关。软开关ZVS指的是开关管在开通或关断前管压降已经为零，从而实现导通损耗和关断损耗为零。下面结合图4对图3中全桥电路的工作状态进行详细说明。(I)开关模态0t0之前蝴和Q4导通，输入功率传递给负载，这段时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能船舶充电机，其特征在于，包括：依次连接的EMI滤波器、第一整流电路、第一滤波电路、全桥电路、变压器、第二整流电路和第二滤波电路，所述EMI滤波器连接到三相交流输入电压，所述第二滤波电路连接到蓄电池组；所述全桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第一开关管和第三开关管串联连接，第二开关管和第四开关管串联连接；输出采样电路采样蓄电池组的充电电压和充电电流，输出对应的电压反馈值和电流反馈值；单片机输出电流给定值和电压给定值，经过D/A转换器转换为模拟信号；双PI调节电路包括并联连接的电流PI环和电压PI环，电流PI环对电流反馈值和电流给定值进行PI调节，电压PI环对电压反馈值和电压给定值进行PI调节，最小值选择电路对电流PI环和电压PI环的输出信号的最小值进行选择，双PI调节电路的输出信号耦接到PWM控制器，与PWM控制器内部的斜波电压进行比较，调整PWM控制器输出脉冲信号的宽度，PWM控制器输出脉冲信号耦接到所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的控制端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松涛，渠吉朋，王宏波，章伟，王建华，嵇保健，陈乃富，
申请(专利权)人：镇江赛尔尼柯自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：