[发明专利]一种用于车载电源充电的软启动方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于车载电源充电的软启动方法和系统，包括：获取市电采样电压；根据采样电压的正负确定市电过正负零点时刻；当第一正向过零时刻的采样电压瞬时值小于电压阈值时，在第一工频周期内以最高频率对CLLC进行驱动；在第二正向过零时刻开始后，递减发波频率并对CLLC进行驱动；当发波频率递减至谐振频率后开启延时计数；当延时计数时长达到时长阈值则软启动完成。本发明在输入低电压时开始软启动同时按照市电电压正弦斜率软启，无过充电压，避免因高压产生较大冲击电流造成对电子器件的损耗；此外最高开关频率的较低设置提高了驱动的可靠性和抗干扰性。

技术领域

本发明涉及电子电力领域，尤其涉及一种用于车载电源充电的软启动方法及系统。

背景技术

慢充为将交流电(alternating current，AC)直接接入电动汽车，通过车载充电机将交流电转换为直流电之后，再给电池包充电。车载充电机中设置有功率因素矫正(powerfactor correction，PFC)模块和直流-直流变换(direct current-direct currentconverter，DC-DC)器，PFC模块将接入的交流电转换为直流母线电压之后，DC-DC变换器将直流目标电压转换为高压直流电之后给电池包充电。

DC-DC变换器工作在谐振频率能获得最佳效率。但在启动时，若直接在谐振频率点启动，由于谐振阻抗为0且输出侧滤波电容通常为了充分抑制纹波而设计得很大，启动时输出电压建立缓慢，初期输出基本处于短路状态，因此会导致在启动过程中出现很大的电流冲击和电压冲击，损坏开关管、谐振电容等器件。

为限制电流冲击，一般采用远高于谐振频率的开关频率启动，占空比保持50％，然后将开关频率逐渐降低至谐振频率即额定工作点。以这种定频定占空比的方式启动，通常需要非常高的启动频率才足以抑制启动初期的谐振电流。在传统CLLC拓扑充电电路中，输入为直流母线电压，在较高的直流母线电压(390Vdc-680Vdc)输入时，软启发波频率按谐振频率的3倍设计最高频率，然而，较高的启动频率会带来如下问题：一是要实现高频脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)，对驱动电路的可靠性和抗干扰性的要求高，增加成本；二是从启动频率降至谐振频率时间较长，导致启动时间较长。此外CLLC软启动方式还需要需要考虑谐振电流对称、过流保护及能够带载软启等要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种用于车载电源充电的软启动方法及系统。具体技术方案如下所述：

第一方面，本发明公开了一种用于车载电源充电的软启动方法，所述方法基于输入市电整流后接入CLLC谐振变换器并输出整流电压的电路，所述方法包括：

S1：通过ADC采样电路对输入的市电电压进行采样，得到市电采样电压Vac；

S2：根据所述市电采样电压Vac的正负确定市电过正负零点的时刻；

S3：判断第一正向过零时刻的市电采样电压Vac的瞬时值是否小于预设电压阈值，是则进行S4，否则将下一个市电过正负零点的时刻作为所述第一正向过零时刻进行判断；

S4：在以所述第一正向过零时刻为起始的第一工频周期内以最高发波频率作为周期内固定的发波频率，并通过驱动电路对所述CLLC谐振变换器的原边开关管进行驱动；

S5：在第二正向过零时刻开始后，递减所述发波频率，并通过驱动电路对所述CLLC谐振变换器的原边开关管进行驱动；

S6：判断所述发波频率是否为所述CLLC谐振变换器的谐振频率；

S7：当所述发波频率递减至所述谐振频率后，开启延时计数；

S8：当延时计数时长达到预设时长阈值则判定软启动完成，进入正常充电模式。

进一步地，所述根据所述市电采样电压Vac的正负确定市电过正负零点的时刻包括：