專利名稱：電源控制電路的制作方法
技術領域：
本申請涉及電源技術領域，特別是涉及混合動力汽車復合電源控制電路。
背景技術：
混合動力汽車安裝有至少兩種動力電源，一般是指內燃機車發電機和蓄電池，為了提高混合動力汽車中電源的功率、減少蓄電池的充放電次數，部分混合動力汽車采用了一種復合電源，所謂復合電源即超級電容和蓄電池并聯。傳統的復合電源通常采用半橋 DC-DC (Direct Current-Direct Current，直流-直流)轉換電路控制電流雙向流動，DC-DC 轉換電路通常采用功率開關管實現，比如，IGBTansulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)或 MOSFET (Metal-Oxide-kmiconductor Field-Effect Transistor, 金氧半導體場效應晶體管)，但是由于功率開關管的成本較高，導致混合動力汽車的成本較高，制約了混合動力汽車的推廣。
實用新型內容為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種電源控制電路，以降低電源控制電路的成本，技術方案如下一種電源控制電路，包括逆變器、充電接口電路、蓄電池、儲能電感、超級電容、第
一二極管、第二二極管和功率開關管，其中所述儲能電感一端與所述蓄電池的正極相連，另一端通過所述第一二極管與所述超級電容的正極性端，所述第一二極管的陽極與所述儲能電感連接，陰極與所述儲能電容的正極性端相連，所述超級電容的負極性端與所述蓄電池的負極相連；所述功率開關管并聯在所述第一二極管兩端；所述第二二極管的陽極連接所述蓄電池的負極，陰極連接所述第一二極管的陽極；所述超級電容并聯在所述逆變器的兩輸出端之間，所述蓄電池與所述充電接口電路相連。優選的，上述的電源控制電路，還包括并聯在所述超級電容兩端的濾波電容，該濾波電容通過的一端與所述第一二極管及所述功率開關管的公共點連接，另一端與所述蓄電池的負極相連。優選的，所述功率開關管為絕緣柵雙極型晶體管IGBT管，且該IGBT的集電極連接所述第一二極管的陰極，發射極連接所述第一二極管的陽極。 優選的，所述功率開關管為金屬半導體場效應晶體管MOS管，該MOS管的漏極連接所述第一二極管的陰極，源極連接所述第一二極管的陽極。優選的，上述的電源控制電路，還包括與所述蓄電池串聯連接的電流傳感器，用于測量所述蓄電池的充電電流信號。優選的，上述的電源控制電路，還包括，控制器，用于根據所述充電電流信號，計算
3得到控制所述功率開關管的PWM脈沖的占空比。優選的，上述的電源控制電路，還包括與所述控制器相連的脈沖輸出單元，產生所述占空比的PWM脈沖，提供給所述功率開關管。由以上本申請實施例提供的技術方案可見，所述電源控制電路，包括逆變器、充電接口電路、蓄電池、儲能電感及超級電容、第一二極管、第二二極管、功率開關管，由于超級電容的瞬時功率很大，而蓄電池的功率較小，蓄電池對超級電容的充電電流比較穩定，無需控制所述蓄電池對超級電容的充電過程，因此可以采用由所述功率開關管和所述第一二極管組成了簡化DC-DC變換電路代替半橋DC-DC變換電路，由于簡化DC-DC變換電路減少了功率開關管的數量，從而降低了電源控制電路的成本。而且，相對于兩個功率開關管的控制而言，一個功率開關管的控制過程比較簡單，出現故障的幾率較小，因此，該電源控制電路還提高了電源控制電路的可靠性。當外接電源通過所述充電接口為所述蓄電池充電時，蓄電池上的電壓升高，且在蓄電池上的電壓與所述超級電容上的電壓差超過二極管的導通壓降時第一二極管導通，此時，蓄電池對超級電容進行充電，使超級電容的電壓與蓄電池的電壓保持相近；當電機通過逆變器對超級電容進行充電，使得超級電容的電壓升高，當超級電容上的電壓高于蓄電池上的電壓，且當功率開關管導通時，超級電容通過功率開關管為蓄電池和儲能電感進行充電；當超級電容上的電壓高于蓄電池上的電壓，且功率開關管關斷時，第二二極管導通，儲能電容所儲存的能量通過第二二極管為蓄電池進行充電，
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請實施例一種電源控制電路的電路原理圖；圖2為本申請實施例另一種電源控制電路的電路原理圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。 請參見圖1，示出了電源控制電路的電路原理示意圖，該電源控制電路包括蓄電池1、儲能電感2、超級電容3、第一二極管4、第二二極管5和功率開關管6、充電接口電路 7、逆變器8，其中所述充電接口電路7連接所述蓄電池1，外接電源通過充電接口電路7為蓄電池1 進行充電。所述蓄電池1的正極連接儲能電感2的一端，儲能電感2的另一端連接第一二極管4的陽極，第一二極管4的陰極連接所述超級電容3的正極性端，超級電容3的負極性端連接蓄電池1的負極。功率開關管6并聯在所述第一二極管4的兩端，具體的，功率開關管6的第一端連接所述第一二極管4的陰極，功率開關管6的第二端連接所述第一二極管4的陽極，控制端輸入有PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調制)脈沖，控制該功率開關管的導通。具體實施時，所述功率開關管6可以為IGBT管，此時，功率開關管的第一端為集電極、第二端為發射極，控制端為柵極。該功率開關管還可以為MOSFET管，此時，功率開關管 6的第一端為漏極、第二端為源極、控制端為柵極。逆變器的輸出端連接超級電容3的兩端，用于將超級電容3的直流電轉化為交流電提供給電動機，并將從電動機回收的交流電能量轉換為直流電存儲在所述超級電容3 中。上述的電源控制電路的工作過程如下外接電源通過充電接口電路7為蓄電池1充電，蓄電池1的電壓升高，當蓄電池1 上的電壓與所述超級電容3上的電壓差超過二極管的導通壓降時第一二極管4導通，此時， 蓄電池1對超級電容3進行充電，使得超級電容的電壓與蓄電池的電壓保持相近。當車輛制動、下坡、怠速時的動能，通過逆變器8轉換為直流電對超級電容3進行充電，使得超級電容3的電壓升高，當超級電容3上的電壓高于蓄電池1上的電壓，且當功率開關管6導通時，超級電容3通過功率開關管6為蓄電池1和儲能電感2進行充電；當超級電容3上的電壓高于蓄電池1上的電壓，且功率開關管6關斷時，第二二極管5導通，形成閉合回路，儲能電感通過該閉合回路釋放能量，具體的，由于儲能電感2上的電流不能突變，儲能電感2上的電壓極性反轉，儲能電感2通過第二二極管5為蓄電池1進行充電。本實施例提供的電源控制電路中，由于超級電容的功率很大、蓄電池的功率較小， 蓄電池為超級電容充電電流比較穩定，因此，可以利用由功率開關管和第一二極管構成的簡化DC-DC變換電路代替了傳統的半橋DC-DC變換電路，使得蓄電池通過第一二極管為超級電容充電的過程是不可控的過程，而超級電容通過功率開關管為蓄電池充電的過程是可控過程，從而減少了功率開關管的數量，因此降低了電源控制電路的成本，最終降低了混合動力車輛的成本。如果超級電容對蓄電池的充電電流過大，會直接影響蓄電池的使用壽命，另外，充電電流過大，蓄電池的內阻消耗的電能越大，使得蓄電池的充電效率降低，且發熱高。為了提高蓄電池的充電效率和使用壽命，本申請提供了另一種電源控制電路的實施例，請參見圖2，示出了另一種電源控制電路的電路原理示意圖，該電路包括蓄電池 1、儲能電感2、超級電容3、第一二極管4、第二二極管5和功率開關管6、充電接口電路7、逆變器8、電流傳感器9、控制器10、脈沖輸出單元11及濾波電容12。具體的，濾波電容12并聯在所述超級電容3的兩端，且該濾波電容的一端連接所述第一二極管4及功率開關管6的公共點，另一端連接所述超級電容的負極性端，用于在超級電容為蓄電池進行充電時，濾除充電電流中的高頻諧波，使所述充電電流保持平穩。所述電流傳感器9串接在所述蓄電池1和儲能電感2之間，用于測量蓄電池1的充電電流信號。[0036]所述控制器10，用于依據所述充電電流信號，計算得到控制所述功率開關管的 PWM脈沖的占空比。所述脈沖輸出單元11連接在所述控制器10和功率開關管6的控制端之間，用于產生與所述控制器計算的占空比相對應的PWM脈沖，從而控制功率開關管的導通。具體的，控制器10為PI控制器，電流傳感器9采集到的蓄電池1的充電電流信號，作為電流反饋信號提供給控制器10，根據所述電流反饋信號計算PWM脈沖的占空比，脈沖輸出單元11輸出所述控制器10計算得到的占空比對應的PWM脈沖，該PWM脈沖控制功率開關管導通時間，進而控制了超級電容對蓄電池的充電電壓，最終能夠控制所述充電電流的大小。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。以上所述僅是本申請的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護范圍。
權利要求1.一種電源控制電路，其特征在于，包括逆變器、充電接口電路、蓄電池、儲能電感、 超級電容、第一二極管、第二二極管和功率開關管，其中所述儲能電感一端與所述蓄電池的正極相連，另一端通過所述第一二極管與所述超級電容的正極性端，所述第一二極管的陽極與所述儲能電感連接，陰極與所述儲能電容的正極性端相連，所述超級電容的負極性端與所述蓄電池的負極相連；所述功率開關管并聯在所述第一二極管兩端；所述第二二極管的陽極連接所述蓄電池的負極，陰極連接所述第一二極管的陽極；所述超級電容并聯在所述逆變器的兩輸出端之間，所述蓄電池與所述充電接口電路相連。
2.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，還包括并聯在所述超級電容兩端的濾波電容，該濾波電容通過的一端與所述第一二極管及所述功率開關管的公共點連接，另一端與所述蓄電池的負極相連。
3.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述功率開關管為絕緣柵雙極型晶體管IGBT管，且該IGBT的集電極連接所述第一二極管的陰極，發射極連接所述第一二極管的陽極。
4.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述功率開關管為金屬半導體場效應晶體管MOS管，該MOS管的漏極連接所述第一二極管的陰極，源極連接所述第一二極管的陽極。
5.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，還包括與所述蓄電池串聯連接的電流傳感器，用于測量所述蓄電池的充電電流信號。
6.根據權利要求5所述的電源控制電路，其特征在于，還包括，控制器，用于根據所述充電電流信號，計算得到控制所述功率開關管的PWM脈沖的占空比。
7.根據權利要求6所述的電源控制電路，其特征在于，還包括與所述控制器相連的脈沖輸出單元，產生所述占空比的PWM脈沖，提供給所述功率開關管。
專利摘要本申請公開了一種電源控制電路，包括逆變器、充電接口電路、蓄電池、儲能電感及超級電容、第一二極管、第二二極管、功率開關管，由于超級電容的瞬時功率很大，而蓄電池的功率較小，蓄電池對超級電容的充電電流比較穩定，無需控制所述蓄電池對超級電容的充電過程，因此可以采用由所述功率開關管和所述第一二極管組成了簡化DC-DC變換電路代替半橋DC-DC變換電路，由于簡化DC-DC變換電路減少了功率開關管的數量，從而降低了電源控制電路的成本。而且，相對于兩個功率開關管的控制而言，一個功率開關管的控制過程比較簡單，出現故障的幾率較小，因此，該電源控制電路還提高了電源控制電路的可靠性。
文檔編號H02J7/34GK202260596SQ201120370588
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月27日 優先權日2011年9月27日
發明者劉信奎, 曹洪民, 潘鳳文, 王德軍, 袁新枚, 韓爾樑 申請人:濰柴動力股份有限公司