專利名稱：用于電力驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及帶有中間變換為交流的直流功率輸入變換為直流功率輸出設(shè)備領(lǐng)域，具體為ー種用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)背景 新能源汽車正日益得到廣泛應(yīng)用，新能源汽車普遍采用電機(jī)驅(qū)動，由直流電源輸出的直流電經(jīng)逆變器逆變成三相交流電后輸入電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動汽車行駛，同時再配以電機(jī)控制器以控制同步電機(jī)的運(yùn)行，控制回路中通常需設(shè)有直流/直流(即DC/DC)變換，直流電源可以采用高壓電池組、燃料電池、超級電容等，尤其是超級電容正以其充電速度快、循環(huán)使用壽命長等優(yōu)勢獲得青睞。但是，現(xiàn)有的電機(jī)在電壓低時效率顯著降低甚至無法運(yùn)行，這就導(dǎo)致超級電容內(nèi)的能量無法完全釋放。現(xiàn)有的電機(jī)控制方案中，雙向DC/DC變換多采用模擬電源控制，可調(diào)電壓范圍小，動態(tài)響應(yīng)慢，單路或者雙路降壓-升壓(即buck-boost)電路輸出電流和輸出電壓紋波大，輸出功率較小。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供ー種的可調(diào)范圍寬、動態(tài)響應(yīng)迅速、電流和電壓輸出穩(wěn)定、功率輸出大的電機(jī)控制設(shè)備，本實用新型公開了ー種用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器。本實用新型通過如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的一種用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，包括直流電源和電機(jī)控制器，其特征是還包括功率管、電感、電容、電流傳感器和電壓傳感器，功率管共有六個，電感共有三個，電流傳感器共有三個，電壓傳感器共有兩個，電感甲、電感こ和電感丙的一端都通過導(dǎo)線連接直流電源的正扱；電感甲的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器和功率管甲的源極連接，功率管甲的源極還和功率管乙的漏極連接，功率管甲的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器的正電平信號輸入端；電感こ的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器和功率管丙的源極連接，功率管丙的源極還和功率管丁的漏極連接，功率管丙的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器的正電平信號輸入端；電感丙的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器和功率管戊的源極連接，功率管戊的源極還和功率管己的漏極連接，功率管戊的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器的正電平信號輸入端；功率管こ的源極、功率管丁的源極和功率管己的源極都通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器的負(fù)電平信號輸入端，功率管こ的源極還連接直流電源的負(fù)極；直流電源的正極和負(fù)極之間并聯(lián)ー個電壓傳感器，電機(jī)控制器的正電平信號輸入端和負(fù)電平信號輸入端之間并聯(lián)電容和ー個電壓傳感器；電機(jī)控制器的信號輸出端分別連接功率管甲的柵極、功率管こ的柵極、功率管丙的柵極、功率管丁的柵極、功率管戊的柵極和功率管己的柵極。所述的用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征是直流電源選用超級電容。所述的用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征是電機(jī)控制器選用數(shù)字信號處理器或單片機(jī)。本實用新型的主回路由三路相同的buck-boost電路并聯(lián)而成，每一路都由兩個功率管和ー個電感組成，是三相交錯式脈沖寬度調(diào)制(即pulse width modulation,簡稱PWM)的一種雙向DC/DC控制器。本實用新型中在直流電源端和電機(jī)控制端都用電壓傳感器檢測電壓，在三相中的每ー相上都串聯(lián)電流傳感器檢測電流，檢測到的電壓值和電流值經(jīng)電機(jī)控制器處理后向功率管輸出PWM信號用于主回路的控制。本實用新型可以改善DC/DC輸出性能，提高輸出功率，使得電機(jī)的輸入電壓穩(wěn)定，能夠最大限度提升超級電容的電壓使用范圍和最大電流能力，加大超級電容的運(yùn)行區(qū)間。本實用新型的有益效果是可調(diào)范圍寬，動態(tài)響應(yīng)迅速，電流和電壓輸出穩(wěn)定，功率輸出大，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。

圖I是本實用新型的電路圖； 圖2是本實用新型中電機(jī)控制器和傳感器、功率管的連接示意圖。
具體實施方式
以下通過具體實施例進(jìn)ー步說明本實用新型。實施例I一種用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，包括直流電源I、電機(jī)控制器2、功率管、電感、電容5、電流傳感器6和電壓傳感器7，如圖I和圖2所示，具體結(jié)構(gòu)是功率管共有六個，電感共有三個，電流傳感器6共有三個，電壓傳感器7共有兩個；電感甲41、電感こ42和電感丙43的一端都通過導(dǎo)線連接直流電源I的正扱；電感甲41的另ー端通過串聯(lián)一個電流傳感器6和功率管甲31的源極連接，功率管甲31的源極還和功率管こ32的漏極連接，功率管甲31的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器2的正電平信號輸入端；電感こ42的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器6和功率管丙33的源極連接，功率管丙33的源極還和功率管丁 34的漏極連接，功率管丙33的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器2的正電平信號輸入端；電感丙43的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器6和功率管戊35的源極連接，功率管戊35的源極還和功率管己36的漏極連接，功率管戊35的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器2的正電平信號輸入端；功率管こ32的源極、功率管丁 34的源極和功率管己36的源極都通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器2的負(fù)電平信號輸入端，功率管こ32的源極還連接直流電源2的負(fù)極；直流電源I的正極和負(fù)極之間并聯(lián)ー個電壓傳感器7，電機(jī)控制器2的正電平信號輸入端和負(fù)電平信號輸入端之間并聯(lián)電容5和一個電壓傳感器7 ;電機(jī)控制器2的信號輸出端分別連接功率管甲31的柵極、功率管こ32的柵極、功率管丙33的柵極、功率管丁 34的柵極、功率管戊35的柵極和功率管己36的柵極。為簡便清晰起見，圖I中電機(jī)控制器2和各個功率管的連接未予畫出，電機(jī)控制器2和傳感器及功率管的連接見圖2所示。直流電源I可以選用高壓電池組、燃料電池和超級電容，本實施例選用超級電容；電機(jī)控制器2可以選用數(shù)字信號處理器或單片機(jī)，本實施例選用數(shù)字信號處理器(SPdigital signal processor,簡稱DSP),選用DSP不僅能夠有效地控制轉(zhuǎn)換器，還能通過CAN總線等通訊方式，根據(jù)上位機(jī)指令，靈活地控制輸出電壓或輸出電流的大小。三路buck-boost電路可以使用一個六管封裝的絕緣柵雙極型晶體管(即insulated gate bipolar transistor，簡稱 IGBT)。
權(quán)利要求1.一種用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，包括直流電源(I)和電機(jī)控制器(2)，其特征是還包括功率管、電感、電容(5)、電流傳感器(6)和電壓傳感器(7)，功率管共有六個，電感共有三個，電流傳感器(6)共有三個，電壓傳感器(7)共有兩個， 電感甲(41)、電感こ(42)和電感丙(43)的一端都通過導(dǎo)線連接直流電源(I)的正扱，電感甲(41)的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器(6)和功率管甲(31)的源極連接，功率管甲(31)的源極還和功率管こ(32)的漏極連接，功率管甲(31)的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器(2)的正電平信號輸入端， 電感こ(42)的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器(6)和功率管丙(33)的源極連接，功率管丙(33)的源極還和功率管丁(34)的漏極連接，功率管丙(33)的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器(2)的正電平信號輸入端， 電感丙(43)的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器(6)和功率管戊(35)的源極連接，功率管戊(35)的源極還和功率管己(36)的漏極連接，功率管戊(35)的漏極通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器(2)的正電平信號輸入端， 功率管こ(32)的源極、功率管丁(34)的源極和功率管己(36)的源極都通過導(dǎo)線連接電機(jī)控制器(2)的負(fù)電平信號輸入端，功率管こ(32)的源極還連接直流電源(2)的負(fù)極，直流電源(I)的正極和負(fù)極之間并聯(lián)ー個電壓傳感器(7)，電機(jī)控制器(2)的正電平信號輸入端和負(fù)電平信號輸入端之間并聯(lián)電容(5)和一個電壓傳感器(7), 電機(jī)控制器⑵的信號輸出端分別連接功率管甲(31)的柵極、功率管こ(32)的柵極、功率管丙(33)的柵極、功率管丁(34)的柵極、功率管戊(35)的柵極和功率管己(36)的柵扱。
2.如權(quán)利要求I所述的用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征是直流電源⑴選用超級電容。
3.如權(quán)利要求I或2所述的用于電カ驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，其特征是電機(jī)控制器(2)選用數(shù)字信號處理器或單片機(jī)。
專利摘要本實用新型涉及帶有中間變換為交流的直流功率輸入變換為直流功率輸出設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種用于電力驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器。一種用于電力驅(qū)動汽車的數(shù)字型雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，包括直流電源(1)和電機(jī)控制器(2)，其特征是還包括功率管、電感、電容(5)、電流傳感器(6)和電壓傳感器(7)，電感甲(41)、電感乙(42)和電感丙(43)的一端都通過導(dǎo)線連接直流電源(1)的正極，電感甲(41)的另一端通過串聯(lián)一個電流傳感器(6)和功率管甲(31)的源極連接，功率管甲(31)的源極還和功率管乙(32)的漏極連接。本實用新型可調(diào)范圍寬，運(yùn)行穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊。
文檔編號H02M3/335GK202455273SQ20112055125
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者徐性怡, 殷浩, 雷小軍 申請人:上海大郡動力控制技術(shù)有限公司