本實(shí)用新型屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車載DCDC變換器

背景技術(shù)：

車載DCDC變換器將電動(dòng)汽車配置的動(dòng)力電池標(biāo)稱輸出(一般在300V左右)直流電壓變換為可變的直流電壓，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)或輔助驅(qū)動(dòng)汽車(包括：電動(dòng)汽車EV或混合電動(dòng)汽車HEV)的二次電源模塊中。車載DCDC變換器是一種電壓變換裝置，其主要用途為在整車電氣構(gòu)架下的不同車載電網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電壓變換和匹配，這里的車載DC/DC變換器特指在新能源汽車領(lǐng)域中廣泛使用的高壓到低壓的變換器。

DC-DC轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)有多種方式例如：一種方式是降壓斬波電路，通常做法就是直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟娂此^的直流斬波，直流斬波電路有以下缺點(diǎn)：1、輸入電壓和輸出電壓的比例不能相差很大；2、輸入端和輸出端之間沒(méi)有隔離。

專利一種具有蓄電池保護(hù)功能的電動(dòng)汽車DCDC變換器(公開(kāi)號(hào)：CN205265530U)，公開(kāi)了一種采用EMI電路模塊的DCDC變換器，雖然具有蓄電池保護(hù)功能，但是電路中采用半橋LLC諧振的逆變電路和豐田汽車公司的混合動(dòng)力車?yán)卓怂_斯“GS450h”裝配的DC-DC轉(zhuǎn)換器一樣，將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的288V電源通過(guò)移相半橋逆變電路轉(zhuǎn)換成普通12V電源。采用移相半橋逆變電路，其轉(zhuǎn)換的效率不高，穩(wěn)定性、可靠性和耐久性有待于提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種車載DCDC變換器，采用先進(jìn)的移相全橋高頻諧振軟開(kāi)關(guān)和ZVS-PWM控制電源技術(shù)，工作功率密度高，使用壽命長(zhǎng)，整體體積小、重量輕，具有高可靠性和穩(wěn)定性，適用于各種純電動(dòng)和混合動(dòng)力車型。

本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案：

一種車載DCDC變換器，包括包括輔助源電路、控制電路、主電路、保護(hù)電路和CAN通訊電路，所述輔助源電路供電給所述控制電路和所述保護(hù)電路，所述控制電路包括依次相互連接的MCU控制電路、PWM控制電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述CAN通訊電路與所述MCU控制電路電連接，CAN通訊電路外接監(jiān)控單元，不僅可以接受控制器指令，還可以上報(bào)當(dāng)前工作狀態(tài)。所述PWM控制電路連接所述保護(hù)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路連接所述主電路，經(jīng)控制電路運(yùn)算比較后把相關(guān)信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)電路控制全橋逆變電路的功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)與移相角度，同時(shí)與多重保護(hù)電路通信，參加智能自主控制。所述主電路包括依次電連接的全橋電路、變壓器和整流電路，所述全橋電路分別與所述驅(qū)動(dòng)電路和所述保護(hù)電路連接。車載高壓動(dòng)力電池產(chǎn)生的直流電經(jīng)所述全橋電路逆變?yōu)榻涣麟娨则?qū)動(dòng)所述變壓器，經(jīng)所述變壓器變壓后的交流電通過(guò)所述整流電路整流形成低壓直流輸出。

優(yōu)選的，所述全橋電路包括第一功率開(kāi)關(guān)管、第二功率開(kāi)關(guān)管、第三功率開(kāi)關(guān)管和第四功率開(kāi)關(guān)管，所述第一功率開(kāi)關(guān)管的源極分別與第二功率開(kāi)關(guān)管的漏極以及變壓器的一輸入端連接，所述第三功率開(kāi)關(guān)管的源極分別與第四功率開(kāi)關(guān)管的漏極以及變壓器的另一輸入端連接，所述第一功率開(kāi)關(guān)管的漏極與第三功率開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第二功率開(kāi)關(guān)管的源極與第四功率開(kāi)關(guān)管的源極連接，高壓電的陽(yáng)極與第一功率開(kāi)關(guān)管的漏極連接，其陰極與第二功率開(kāi)關(guān)管的源極連接。

優(yōu)選的，所述主電路還包括電容濾波電路、LC諧振電路、LC濾波電路和采樣電路，所述電容濾波電路的輸入端連接所述保護(hù)電路，所述電容濾波電路的輸出端連接所述全橋電路，所述全橋電路與所述變壓器之間連接所述LC諧振電路，所述LC濾波電路分別連接所述采樣電路和整流電路，將低壓直流輸出經(jīng)過(guò)濾波處理得到平滑穩(wěn)定的直流電再輸出，所述采樣電路連接所述MCU控制電路，實(shí)時(shí)對(duì)輸出電壓電流進(jìn)行采樣并通過(guò)MCU控制電路進(jìn)行計(jì)算控制。

優(yōu)選的，所述保護(hù)電路包括多重保護(hù)電路、反接保護(hù)電路、防雷電路和EMI電路，所述多重保護(hù)電路和所述反接保護(hù)電路由所述輔助源電路供電，所述PWM控制電路連接所述多重保護(hù)電路，所述反接保護(hù)電路連接所述防雷電路，所述防雷電路連接所述EMI電路，所述EMI電路連接所述電容濾波電路。多重保護(hù)電路，通過(guò)采樣電路，內(nèi)部控制電路，比較電路，運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，并且實(shí)時(shí)控制與保護(hù)，對(duì)輸入過(guò)欠壓，輸出過(guò)流，輸出短路，輸出過(guò)壓和過(guò)熱保護(hù)，使該裝置系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠運(yùn)行。反接保護(hù)電路，即使電池反接不會(huì)損壞該裝置。防雷電路對(duì)雷電高壓或高壓脈沖群有防護(hù)作用。EMI電路減少外界對(duì)本裝置同時(shí)也減少本裝置對(duì)外界電路的電磁干擾。

優(yōu)選的，所述全橋電路采用移相全橋逆變電路，移相全橋逆變電路有零電壓開(kāi)關(guān)ZVS諧振變換器電路拓?fù)浣M成，使開(kāi)關(guān)管依次在零電壓下導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)恒頻軟開(kāi)關(guān)，所述變壓器采用高頻變壓器，變壓頻率更高效。

本實(shí)用新型的有益效果是：本DC-DC變換器采用先進(jìn)的移相全橋高頻諧振軟開(kāi)關(guān)和ZVS-PWM控制電源技術(shù)，大大減少了功率管的開(kāi)關(guān)電壓、電流應(yīng)力和尖刺干擾；本機(jī)自帶MCU控制電路，可外接監(jiān)控單元通信，機(jī)內(nèi)參數(shù)可通過(guò)CAN接口由上級(jí)監(jiān)控單元設(shè)定或由上級(jí)監(jiān)控單元調(diào)節(jié)，使能控制功能(預(yù)留)，內(nèi)部具有多重保護(hù)；采用新穎無(wú)電解電容設(shè)計(jì)，功率密度高、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、可靠性高等特點(diǎn)；效率達(dá)94％以上，適用于純電動(dòng)和混合動(dòng)力車型。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的功能結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，一種車載DCDC變換器，包括輔助源電路、控制電路、主電路、保護(hù)電路和CAN通訊電路，所述輔助源電路供電給控制電路和保護(hù)電路，所述控制電路包括依次相互連接的MCU控制電路、PWM控制電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)與所述主電路相互電連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)變換器的控制和輸出。所述主電路與所述保護(hù)電路相互電連接，使DCDC變換器實(shí)現(xiàn)多重保護(hù)，增強(qiáng)其可靠性。所述CAN通訊電路與所述MCU控制電路連接，外接監(jiān)控單元通信，機(jī)內(nèi)參數(shù)可通過(guò)CAN接口由上級(jí)監(jiān)控單元設(shè)定或由上級(jí)監(jiān)控單元調(diào)節(jié)，使能控制功能。

如圖1所示，所述主電路包括全橋電路、變壓器、整流電路，所述全橋電路與所述變壓器連接，所述變壓器與整流電路連接，車載高壓動(dòng)力電池產(chǎn)生的直流電經(jīng)所述全橋電路逆變?yōu)榻涣麟娨则?qū)動(dòng)所述變壓器，經(jīng)所述變壓器變壓后的交流電通過(guò)所述整流電路整流形成低壓直流輸出。所述主電路還包括所述主電路還包括電容濾波電路、LC諧振電路、LC濾波電路和采樣電路，所述電容濾波電路的輸入端連接所述保護(hù)電路，所述電容濾波電路的輸出端連接所述全橋電路，所述全橋電路與所述變壓器之間連接所述LC諧振電路，所述LC濾波電路分別連接所述采樣電路和整流電路，將低壓直流輸出經(jīng)過(guò)濾波處理得到平滑穩(wěn)定的直流電再輸出，所述采樣電路連接所述MCU控制電路，實(shí)時(shí)對(duì)輸出電壓電流進(jìn)行采樣并通過(guò)MCU控制電路進(jìn)行計(jì)算控制。

如圖3所示，所述全橋電路采用移相全橋逆變電路，所述變壓器采用高頻變壓器，包括第一功率開(kāi)關(guān)管T1、第二功率開(kāi)關(guān)管T2、第三功率開(kāi)關(guān)管T3和第四功率開(kāi)關(guān)管T4，所述第一功率開(kāi)關(guān)管T1的源極分別與第二功率開(kāi)關(guān)管T2的漏極以及變壓器的一輸入端連接，所述第三功率開(kāi)關(guān)管T3的源極分別與第四功率開(kāi)關(guān)管T4的漏極以及變壓器的另一輸入端連接，所述第一功率開(kāi)關(guān)管T1的漏極與第三功率開(kāi)關(guān)管T3的漏極連接，所述第二功率開(kāi)關(guān)管T2的源極與第四功率開(kāi)關(guān)管T4的源極連接，高壓電的陽(yáng)極與第一功率開(kāi)關(guān)管T1的漏極連接，其陰極與第二功率開(kāi)關(guān)管T2的源極連接。移相全橋逆變電路有零電壓開(kāi)關(guān)ZVS諧振變換器電路拓?fù)浣M成。功率MOS開(kāi)關(guān)管的體二極管和輸出結(jié)電容，功率開(kāi)關(guān)管的輸出結(jié)電容和輸出變壓器的漏電感Lr作為諧振元件，使4個(gè)開(kāi)關(guān)管依次在零電壓下導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)恒頻軟開(kāi)關(guān)。T1和T3構(gòu)成超前臂，T2和T4構(gòu)成滯后臂。為了防止橋臂直通短路，T1和T3，T2和T4之間人為地加入了死區(qū)時(shí)間△t，它是根據(jù)開(kāi)通延時(shí)和關(guān)斷不延時(shí)原則來(lái)設(shè)置同一橋臂死區(qū)時(shí)間。T1和T4，T2和T3之間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)存在移相角α，通過(guò)調(diào)節(jié)α角的大小，可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制。LC濾波電路有Lf和Cf構(gòu)成倒L型低通濾波電路，使輸出電壓平穩(wěn)。

如圖1所示，所述保護(hù)電路包括多重保護(hù)電路、反接保護(hù)電路、防雷電路和EMI電路，所述多重保護(hù)電路和所述反接保護(hù)電路由所述輔助源電路供電，所述PWM控制電路連接所述多重保護(hù)電路，所述反接保護(hù)電路連接所述防雷電路，所述防雷電路連接所述EMI電路，所述EMI電路連接所述電容濾波電路。多重保護(hù)電路，多重保護(hù)電路，通過(guò)采樣電路，把溫度信號(hào)，電壓信號(hào)，電流信號(hào)等轉(zhuǎn)化或分壓成電壓信號(hào)，然后通過(guò)內(nèi)部控制電路，比較電路，運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，并且實(shí)時(shí)控制與保護(hù)，對(duì)輸入過(guò)欠壓，輸出過(guò)流，輸出短路，輸出過(guò)壓和過(guò)熱保護(hù)。使該裝置系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠運(yùn)行。反接保護(hù)電路，即使電池反接不會(huì)損壞該裝置。防雷電路對(duì)雷電高壓或高壓脈沖群有防護(hù)作用。EMI電路減少外界對(duì)本裝置同時(shí)也減少本裝置對(duì)外界電路的電磁干擾。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。