汽车电工电子技术课件 任务3整流逆变技术在新能源汽车中的应用

8.3整流逆变技术在新能源汽车中的应用演讲人8.3.1AC-DC介绍AC-DC就是将交流电转化成直流电，新能源电动汽车的车载充电机就是一种AC-DC，它是把交流电经过整流滤波电路后，得到了一个不稳定的直流电，然后经过逆变将不稳定的直流电变为交流电后再次经过整流滤波电路变为稳定的直流电。如图8.24所示。图8.24车载充电器外形8.3.1AC-DC介绍2.内部结构交流电转换为直流电称为整流，而直流电转换为交流电称为逆变。逆变要比整流复杂得多。常用的有两种方法，一种是先通过SPWM方式，调制出正弦波波形（如果方波也可以的话，这步可以省略），然后通过一个H桥切换输出电压极性，这要求H桥的切换与SPWM电路同步，技术上较复杂但这种方式的效率高，所以市面上不少逆变器都是这种方式。将直流电源转变为交流电使用的设备叫“逆变器”，原理基本是将直流电送到用于逆变输出的三极管，利用接在该管子回路上的变压器等元器件对管子形成正反馈而使管子产生“震荡”电流（起振）而变为交流输出，如果需要比较“严格”的电流输出波形，则还要接入有关电子元器件，对输出波形进行整形的电路。8.3.1AC-DC介绍如下图所示UPS电源内部由AC/DC、DC/AC、旁路开关、电池组成，交流电进入后，经过AC\DC整流模块后变为直流电，后经过DC/AC逆变模块后变为交流电，此时交流电比电源入口处的交流电的波形更为纯净。而后经旁路开关输出到负载。如图8.25所示是一个UPS不间断电源的内部电路方框示意图。图8.25UPS不间断电源内部电路方框图8.3.1AC-DC介绍3.检测方法（1）电池的维护。观察电池外观是否变形，是否有凸出，是否有漏液，是否分裂炸开，螺丝相连处是否有氧化物渗出，单支电池放电测量电压不低于10.5V,若不符则更换单个电池；每三个月至少带载放电一次，每次放电不超过15分钟；日常使用注意充电温度不超过40度，充电电流不可过大；注意通风和防火。（2）平时观察整机面板交流电源输入指示灯、充电指示灯、逆变指示灯和故障指示灯是否正常来判断故障的大致部位。首先应用万用表检查交流输入电压是否正常，不正常则修复UPS前端交流供电；其次检查蓄电池充电电压是否正常，充电电压是串联电池的总和，不符合则修复内部充电机。8.3.1AC-DC介绍（3）在蓄电池电压、交流输入电压和内部充电机充电正常的情况下用万用表重点检查IGBT模块和IGBT驱动电路,用示波器检查所有驱动电路的波形要完全对称，否则一上电容易炸IGBT模块。（4）在IGBT主回路串入220V100W灯泡，按下逆变开关观察灯泡亮度，若灯泡一闪很快变暗，则逆变电路基本正常，在输出端测量输出电压、波形和频率是否在标准范围内，设备噪音是否正常，若不正常修复模块驱动电路；按下逆变开关若串入的灯泡很亮，则模块短路需更换。8.3.2

DC-DC介绍DC/DC就是先把直流电逆变为交流电，再把逆变后的交流电经过整流滤波转化为不同规格的直流电。1、DC/DC转换器外形如图8.26所示是一个DC/DC转换器。例如在北汽的电动汽车上，DC/DC在整车上电时工作，它能将动力电池320V的高压电转换成14V低压电源供给全车的汽车电器工作，并且在低压蓄电池亏电时给其充电，其作用相当于传统燃油车上的发电机。图8.26DC╱DC外形图8.3.2

DC-DC介绍2、DC╱DC工作原理如图8.27所示，DC╱DC转换器就是重复通断开关，把直流电压或电流转换成高频方波电压或电流，再经整流平滑变为直流电压输出。DCDC转换器一般由控制芯片、电感线圈、二极管、三极管、电容器等构成。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器，根据需求可采用三类控制。其中PWM控制型效率高，并具有良好的输出电压纹波和噪声。3、DC╱DC内部电路图图8.27DC╱DC内部电路图8.3.2

DC-DC介绍4、DC/DC转换器检测方法（1）外观要求①每只转换器都必须具有厂家检验合格证、生产日期和技术参数。②转换器外观要求金属封装、美观、洁净、无沙眼、裂纹、缺损，防水性能好，固定孔位尺寸准确，符合技术文件要求。引出线长，颜色，接插件和接口协议要求统一，线径不小于0.7㎜²，线长为150㎜左右，红色线为48V输入，黑色线为地线，黄色线为12V输出。插接件为尼龙料插片2.8三芯，出线口处涂热溶胶密封，插接性能良好。（2）技术要求转换器要按严格的生产工艺制造。标准插接件连接，符合公司线把要求，导线不祼露。密封性能良好。散热性能好，正常工作时，不应有异响和焦味，连续工作温度不超过50℃。8.3.3

电机控制器介绍1.电机控制器介绍电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。如图8.28所示是某电机控制器的外形图。2.电机控制器外形图8.28电机控制器外形图8.3.3

电机控制器介绍3.电机控制器工作原理利用电力电子技术中的调压调频技术，将动力电池中存储的直流电，调制成控制电机所需的矩形波或者正弦波交流电，改变输出电力的电压、电流幅值或者频率，进而改变电机转速、转矩，达到控制整车速度、加速度的目的。电机控制器的内部电路如图8.29所示。4.电机控制器内部电路图图8.29电机控制器内部电路图8.3.3

电机控制器介绍5.电机控制器的检测方法（1）环境条件：温度在-20℃-40℃，相对湿度在10%-75%之间。（2）使用环境条件：当环境温度在-20℃-80℃时，控制器能按规定的定额运行。在相对湿度不超过100%情况下能正常工作，即控制器表面产生凝露时也可正常工作。（3）实验检查项目：机械尺寸及外观检测，按照产品的设计图纸，检查控制器外形和安装尺寸是否符合要求，外观是否整洁无损伤，表面是否贴有检验标识和铭牌，字迹内容要求清晰无误，控制器出线铜排表面平整，安装牢固可靠，整齐无污渍。（4）基本性能检测。控制器可在规定的电压和电流下正常运行。控制器应可以使无刷直流电机实现怠速、正反转运行、调速等基本功能的控制。8.3.3

电机控制器介绍（5）各种保护功能及信号输出检测。过温检测：当控制器在超过规定温度时自动停止运行，并在温度降低到允许值时才可以继续运行。（6）过流检测：当控制器的母线或相线电流超过允许值时应能自动断电保护并发出报警信号。（7）过压检测：当控制器的输入电压超过其最大输入电压时自动发出报警信号。（8）欠压检测：当控制器的输入电压低于其最小输入电压时自动报警信号。（9）堵转检测：在电机堵转超过规定时间时，控制器应停止对电机输出电流，并发出报警信号。8.3.3

电机控制器介绍（10）霍尔故障检测：当电机的位置传感器输出异常信号时，控制器应停止对电机输出电流，并发出报警信号。（11）加速器信号异常检测：当控制器检测到加速踏板在上电时的信号异常时禁止对电机输出，并发出报警信号。（12）刹车断电：当控制器检测到刹车信号输入时停止对电机输出。（13）刹车复位：当控制器发生过温、过压、欠压、堵转、霍尔故障、加速器信号异常等故障后，检测到故障消失且有刹车信号输入后即可复位。（14）速度输出信号：控制器应能根据电机转速的变化而输出对应的脉冲信号。应用案例8-3【案例概况】1.交流电转换为直流电称为（），而直流电转换为交流电称为（）。2.一般通过二极管整流电路或电子开关电路，都可将（）转换为（）。3.DC╱DC转换器就是