一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机

摘要

一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，包括依次连接的三相整流电路、输入滤波电路、移相全桥电路及STM32单片机，增设输出电压电流检测电路、死区动态调整电路和四个结构相同的栅驱动推挽放大电路，STM32单片机根据输出电压电流检测电路的采样值，由定时器产生四路PWM驱动信号连接至死区动态调整电路的四个输入端，死区动态调整电路输出四路带有死区时间的PWM信号分别连接至四个栅驱动推挽放大电路的输入端，四个栅驱动推挽放大电路的输出端分别控制移相全桥电路中四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极，实现了移相全桥电路死区时间的动态调节和较大的功率输出，极大的提高了充电机的工作效率。

主权项

一种基于移相全桥电路死区时间可调的车载充电机，包括依次连接的三相整流电路、输入滤波电路、移相全桥电路，及还包括STM32单片机，移相全桥电路包括DC/AC逆变器、高频变压器、输出整流和输出滤波，其中的DC/AC逆变器包括四个开关管Q1、Q2、Q3和Q4，开关管Q1与Q2构成超前桥臂，开关管Q3与Q4构成滞后桥臂；三相交流输入连接三相整流电路的输入端，移相全桥电路中的输出滤波连接电池，其特征在于：增设输出电压检测电路、输出电流检测电路、死区动态调整电路和四个结构相同的栅驱动推挽放大电路，输出电压检测电路和输出电流检测电路连接在移相全桥电路的输出端，将检测到的输出电压和输出电流值输出给STM32单片机，STM32单片机的高级定时器产生四路PWM驱动信号连接至死区动态调整电路的四个输入端，死区动态调整电路输出四路对应的带有死区时间的PWM信号分别连接至四个栅驱动推挽放大电路的输入端，四个栅驱动推挽放大电路的输出端分别连接移相全桥电路中DC/AC逆变器的四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极；其中：输出电压检测电路包括二极管D4、电阻R4、R5、R6，二极管D4的阳极连接移相全桥电路的输出端，二极管D4的阴极依次连接串联的电阻R4、R5、R6，电阻R6的输出端连接至STM32单片机；输出电流检测电路包括电阻R7、R8、R9和电容C5，电阻R7的一端连接移相全桥电路的输出端，电阻R8、R9及电容C5三者并联，并联后的一端连接电阻R7的另一端，并联后另的一端连接至STM32单片机；死区动态调整电路包括三个数字可编程的有限状态机FSM_1、FSM_2、FSM_3，两个计数器Counter A及Counter B，两个或门OR_1及OR_2，四个带有复位和置位功能的SR锁存器SR1、SR2、SR3、SR4，STM32单片机中的高级定时器产生四路PWM驱动信号PWM1、PWM2、PWM3及PWM4，其中PWM1与PWM2为一对，PWM3与PWM4为另一对，两对之间相位差180°；PWM1和PWM2分别连接有限状态机FSM_3的输入端口in_1和in_2，PWM3和PWM4分别连接有限状态机FSM_1的输入端口in_3和in_4，有限状态机FSM_1、FSM_2及FSM_3的时钟端口、计数器Counter A和Counter B的时钟端口、SR锁存器SR1、SR2、SR3、SR4的时钟端口以及或门OR_1的一个输入端及或门OR_2的一个输入端连接在一起与连接时钟信号fclk连接，有限状态机FSM_1的输出端口reset_A分别连接计数器Counter B的输入使能端口en和SR锁存器SR4的输入复位端口R，有限状态机FSM_1的输出端口reset_B分别连接计数器Counter A的输入使能端口en和SR锁存器SR3的输入复位端口R，有限状态机FSM_3的输出端set_C和set_D分别连接SR锁存器SR2和SR1的输入置位端口S，有限状态机FSM_2的输出端reset_C和reset_D分别连接锁存器SR2和SR1的输入复位端口R，计数器Counter A和Counter B的输出端Cnt分别连接或门OR_1及或门OR_2的另一个输入端，SR锁存器SR1、SR2、SR3及SR4的输出端Q分别输出带有死区时间的PWM信号1Y、2Y、3Y及4Y；栅驱动推挽放大电路包括NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、电阻R3、电解电容C3及隔离变压器TR，三极管Q5的集电极连接电源，三极管Q5的发射极连接三极管Q6的发射极和电阻R3的一端，三极管Q6的集电极接地，三极管Q5的基极与三极管Q6的基极连接在一起作为栅驱动推挽放大电路的输入端连接死区动态调整电路输出的其中一个带有死区时间的PWM信号1Y、2Y、3Y或4Y，电阻R3的另一端连接电解电容C3的正端，电解电容C3的负端连接隔离变压器TR初级的同名端，变压器TR初级的另一端接地，隔离变压器TR次级的同名端输出与栅驱动推挽放大电路的输入端连接对应，连接DC/AC逆变器其中一个开关管Q1、Q2、Q3或Q4的栅极。