車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器及方法，其利用現(xiàn)有的固定三角波控制脈寬調(diào)制信號(hào)之外，進(jìn)一步考慮隨負(fù)載電流變化的輸入電流，在負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)可仍然提升對電源轉(zhuǎn)換控制性能。為解決現(xiàn)有問題，本發(fā)明的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器作為負(fù)載電流上升或下降時(shí)控制車輛的降壓式電源轉(zhuǎn)換的裝置，包括：電源轉(zhuǎn)換部，將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓；電壓比較部，將所述電源轉(zhuǎn)換部的低電壓輸出值與已設(shè)定的參考電壓進(jìn)行比較；輸出控制部，基于所述電壓比較部的比較結(jié)果生成輸出；比較控制部，對考慮到隨所述負(fù)載電流上升或下降而變化的輸入電流的三角波和所述輸出控制部生成的輸出進(jìn)行比較，控制脈寬調(diào)制信號(hào)的工作。
【專利說明】車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器及方法。具體是，本發(fā)明是在利用現(xiàn)有的固定三角波控制脈寬調(diào)制信號(hào)之外，進(jìn)一步考慮隨負(fù)載電流變化的輸入電流，在負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，可仍然提升電源轉(zhuǎn)換的控制性能的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)汽車是利用降壓式電源轉(zhuǎn)換器減少車用低電壓電池的用量。所述降壓式電源轉(zhuǎn)換器將混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)汽車用高壓電電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓。由被轉(zhuǎn)換的低電壓對車輛的低電壓電池實(shí)施充電，成為電場負(fù)載的電源。
[0003]輸出控制部是對降壓式電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓實(shí)施監(jiān)測，與參考電壓比較后，根據(jù)其相差大小成比例地生成輸出。
[0004]目前是，僅利用從輸出控制部生成的輸出和固定頻率的三角波控制脈寬調(diào)制(PWM, Pulse Width Modulation)信號(hào)的on時(shí)間而實(shí)施對電源轉(zhuǎn)換器的控制。但是存在對負(fù)載電流的突然變化反應(yīng)速度較慢的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種在利用現(xiàn)有固定的三角波控制脈寬調(diào)制信號(hào)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮隨負(fù)載電流變化的輸入電流，在負(fù)載電流出現(xiàn)變化時(shí)，可仍然提升電源轉(zhuǎn)換控制性能的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器及方法，從而解決所述問題。
[0006]為解決所述問題，車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器是作為負(fù)載電流上升或下降時(shí)控制車輛的降壓式電源轉(zhuǎn)換的裝置，包括:電源轉(zhuǎn)換部，將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓；電壓比較部，將所述電源轉(zhuǎn)換部的低電壓輸出值與已設(shè)定的參考電壓(Vth)進(jìn)行比較；輸出控制部，基于所述電壓比較部的比較結(jié)果生成輸出；比較控制部，對考慮到隨所述負(fù)載電流上升或下降而變化的輸入電流的三角波和所述輸出控制部生成的輸出(Outl)進(jìn)行比較，控制脈寬調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulation)信號(hào)的工作。
[0007]優(yōu)選地，所述輸出控制部是，所述電壓比較部的比較結(jié)果為，所述低電壓輸出值大于所述已設(shè)定的參考電壓(Vth)時(shí)，使所述生成的輸出(Outl)上升；所述電壓比較部的比較結(jié)果為，所述低電壓輸出值小于所述已設(shè)定的參考電壓(Vth)時(shí)，使所述生成的輸出(Outl)下降。
[0008]優(yōu)選地，所述輸出控制部使輸出(Outl)上升時(shí)，所述比較控制部是對將所述輸入電流除以大于I的N的值再乘以所述三角波的值后，與所述輸出(Outl)進(jìn)行大小比較；所述比較結(jié)果為，所述輸出(Outl)更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間；所述比較結(jié)果為，所述輸出(Outl)更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間。
[0009]優(yōu)選地，所述輸出控制部使輸出(Outl)下降時(shí)，所述比較控制部是對將所述輸入電流除以大于I的N的值再乘以所述三角波的值后，與所述輸出(Outl)進(jìn)行大小比較；所述比較結(jié)果為，所述輸出(Outl)更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間；所述比較結(jié)果為，所述輸出(Outl)更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間。
[0010]優(yōu)選地，所述負(fù)載電流上升時(shí)，所述輸出電流上升，所述負(fù)載電流下降時(shí)，所述輸入電流也下降。
[0011]為解決所述問題，車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法是，作為負(fù)載電流上升或下降時(shí)，對車輛的降壓式電源轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制的方法，該方法的實(shí)施步驟包括:電源轉(zhuǎn)換步驟:將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓；電壓比較步驟:對所述電源轉(zhuǎn)換步驟的低電壓輸出值和已設(shè)定的參考電壓(Vth)進(jìn)行比較；輸出控制步驟:基于所述電壓比較步驟的比較結(jié)果生成輸出；比較控制步驟:對考慮到隨所述負(fù)載電流的上升或下降變化的輸入電流的三角波和所述輸出控制步驟生成的輸出(Outl)進(jìn)行比較，控制脈寬調(diào)制(PWM，Pulse WidthModulation)信號(hào)的工作。
[0012]優(yōu)選地，所述輸出控制步驟是，所述電壓比較步驟的比較結(jié)果，所述低電壓輸出值大于所述已設(shè)定的參考電壓(Vth)時(shí)，使所述生成的輸出(Outl)上升；所述電壓比較步驟的比較結(jié)果，所述低電壓輸出值小于所述已設(shè)定的參考電壓(Vth)時(shí)，使所述生成的輸出(Outl)下降。
[0013]優(yōu)選地，所述輸出控制步驟使輸出(Outl)上升時(shí)，所述比較控制步驟是，對將所述輸入電流除以大于I的N值的值乘以所述三角波的值和所述輸出(Outl)進(jìn)行大小比較；所述比較結(jié)果，所述輸出(Outl)更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間；所述比較結(jié)果，所述輸出(Outl)更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間。
[0014]優(yōu)選地，所述輸出控制步驟使輸出下降(Out)時(shí)，所述比較控制步驟是，對將所述輸入電流除以大于I的N值的值乘以所述三角波的值和所述輸出(Outl)進(jìn)行大小比較；所述比較結(jié)果，所述輸出(Outl)更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間；所述比較結(jié)果，所述輸出(Outl)更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開(On)時(shí)間。
[0015]優(yōu)選地，所述負(fù)載電流上升時(shí)，所述輸入電流上升，所述負(fù)載電流下降時(shí)，所述輸入電流也下降。
[0016]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]根據(jù)本發(fā)明在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，尤其是負(fù)載突然發(fā)生變化時(shí)也可以提升電源轉(zhuǎn)換控制性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是負(fù)載電流上升時(shí)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法的流程圖。
[0020]圖3是負(fù)載電流下降時(shí)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面參照附圖，對發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)行描述。說明內(nèi)容和附圖中的實(shí)際同一個(gè)構(gòu)件是用同一個(gè)符號(hào)表示，不再重復(fù)說明。而且說明本發(fā)明時(shí)，若對有關(guān)的公知功能或者結(jié)構(gòu)的具體說明使本發(fā)明宗旨變得模糊則省略該說明。[0022]描述某一個(gè)構(gòu)件“連接于”或“聯(lián)接于”其它構(gòu)件，有可能直接連接于或聯(lián)接于該其它構(gòu)件，但應(yīng)被理解成中間有可能存在其它構(gòu)件。相反，描述某一個(gè)構(gòu)件“直接連接于”或“直接聯(lián)接于”其它構(gòu)件，應(yīng)被理解成中間不存在其它構(gòu)件。
[0023]本發(fā)明中使用的術(shù)語僅用以說明實(shí)施例，并不是對本發(fā)明進(jìn)行限制。本說明書中的單數(shù)形式，在文句中沒有特別提示的前提下，也包含復(fù)數(shù)形式。說明書中使用的“包括(comprises)”或者“包括的(comprising) ”不排除所涉及的構(gòu)件、步驟、動(dòng)作以及/或元件以外的一個(gè)以上的其它構(gòu)件、步驟、動(dòng)作以及/或元件的存在或者補(bǔ)充。
[0024]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]根據(jù)圖1，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器100包括電源轉(zhuǎn)換部110、電壓比較部120、輸出控制部130和比較控制部140。
[0026]本發(fā)明的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換器100不但利用固定頻率的三角波，還會(huì)利用電源轉(zhuǎn)換部110的輸入電流，在負(fù)載突然發(fā)生變化時(shí)，改變輸出控制部130的輸出，迅速補(bǔ)償脈寬調(diào)制波的工作時(shí)間而提升電源轉(zhuǎn)換控制器的性能。
[0027]電源轉(zhuǎn)換部110將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓。
[0028]在正常運(yùn)行狀態(tài)下電場負(fù)載增加時(shí)，電源轉(zhuǎn)換部110的負(fù)載電流會(huì)急劇上升。相反，電場負(fù)載減少時(shí)，電源轉(zhuǎn)換部110的負(fù)載電流會(huì)急劇下降。
[0029]電壓比較部120對電源轉(zhuǎn)換器的低電壓輸出和已設(shè)定的參考電壓(Vth)進(jìn)行比較。
[0030]高電壓從作為電動(dòng)汽車或者混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力源的高電壓電池輸入到電源轉(zhuǎn)換部110后，在電源轉(zhuǎn)換部110被轉(zhuǎn)換進(jìn)而從低電壓電池輸出低電壓。此時(shí)輸出的低電壓就是低電壓輸出。
[0031]已設(shè)定的參考電壓(Vth)如果以LDC (low Voltage DC/DC Converter)為準(zhǔn)大約是14.3V。但，已設(shè)定的參考電壓(Vth)可根據(jù)車輛配置出現(xiàn)變化，如果是其它種類的轉(zhuǎn)換器(Converter)而非LDC，則具有不同的參考電壓。
[0032]輸出控制部130基于電壓比較部120的比較結(jié)果生成輸出(Outl)。具體地說，輸出控制部130根據(jù)電源轉(zhuǎn)換部110的低電壓輸出值與已設(shè)定的參考電壓(Vth)之間的相差大小成比例地生成輸出(Outl)。
[0033]輸出控制部130是電壓比較部120的比較結(jié)果，低電壓輸出值大于已設(shè)定的參考電壓(Vth)時(shí)，可以使生成的輸出(Outl)上升。
[0034]而且輸出控制部130在電壓比較部120的比較結(jié)果小于低電壓輸出值已被設(shè)定的參考電壓(Vth )時(shí)會(huì)使生成的輸出(Out I)下降。
[0035]從輸出控制部130生成而上升或下降的輸出(Outl)會(huì)在比較控制部140被與考慮輸入電流的三角波比較。
[0036]具體是，比較控制部140將在輸出控制部130生成并根據(jù)電壓比較部120的比較結(jié)果上升或下降的輸出(Outl)與(三角波X輸入電流/N)進(jìn)行比較。
[0037]三角波是為電源轉(zhuǎn)換器110的定期轉(zhuǎn)換而以一定的頻率發(fā)生的三角波。三角波可以從三角波發(fā)生器(無圖示)發(fā)生。
[0038]輸入電流是根據(jù)低電壓電池或者電場負(fù)載等電源轉(zhuǎn)換部110的負(fù)載變化的電源轉(zhuǎn)換部110的輸入電流的。就是說，負(fù)載急劇上升則輸入電流也上升，負(fù)載急劇下降則輸入電流也下降。N的值大于1，可以根據(jù)電源轉(zhuǎn)換部110的容量和控制糾正數(shù)決定。
[0039]比較控制部140根據(jù)輸出(Outl)與(三角波X輸入電流/N)的比較結(jié)果，控制脈寬調(diào)制(PWM, Pulse Width Modulation)信號(hào)的工作時(shí)間。
[0040]具體地說，比較控制部140是輸出(Outl)與(三角波X輸入電流/N)比較的結(jié)果，當(dāng)輸出(Outl)大于(三角波X輸入電流/N)，則中斷PWM信號(hào)時(shí)，減少PWM信號(hào)的工作時(shí)間。相反，當(dāng)(三角波X輸入電流/N)與輸出(Outl)比較結(jié)果輸出(Outl)小于(三角波X輸入電流/N)時(shí)，則打開(On) PWM信號(hào)，增加PWM信號(hào)的工作時(shí)間。
[0041] 下面根據(jù)表1和表2，將本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器100與現(xiàn)有的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換器控制器比較進(jìn)行說明。
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器，作為負(fù)載電流上升或下降時(shí)控制車輛的降壓式電源轉(zhuǎn)換的裝置，其特征在于，包括: 電源轉(zhuǎn)換部，將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓； 電壓比較部，將所述電源轉(zhuǎn)換部的低電壓輸出值與已設(shè)定的參考電壓進(jìn)行比較； 輸出控制部，基于所述電壓比較部的比較結(jié)果生成輸出； 比較控制部，對考慮到隨所述負(fù)載電流上升或下降而變化的輸入電流的三角波和所述輸出控制部生成的輸出進(jìn)行比較，控制脈寬調(diào)制信號(hào)的工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器，其特征在于， 所述輸出控制部是: 所述電壓比較部的比較結(jié)果為，所述低電壓輸出值大于所述已設(shè)定的參考電壓時(shí)，使所述生成的輸出上升； 所述電壓比較部的比較結(jié)果為，所述低電壓輸出值小于所述已設(shè)定的參考電壓時(shí)，使所述生成的輸出下降。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器，其特征在于， 所述輸出控制部使輸出上升時(shí)，所述比較控制部對將所述輸入電流除以大于I的N的值再乘以所述三角波的值后，與所述輸出進(jìn)行大小比較； 比較結(jié)果為，所述輸出更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間； 比較結(jié)果為，所述輸出更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器，其特征在于， 所述輸出控制部使輸出下降時(shí)，所述比較控制部對所述輸入電流除以大于I的N的值再乘以所述三角波的值后，與所述輸出進(jìn)行大小比較； 比較結(jié)果為，所述輸出更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間； 比較結(jié)果為，所述輸出更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制器，其特征在于， 所述負(fù)載電流上升時(shí)，所述輸出電流上升，所述負(fù)載電流下降時(shí)，所述輸入電流也下降。
6.一種車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法，作為負(fù)載電流上升或下降時(shí)，對車輛的降壓式電源轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制的方法，其特征在于，該方法的實(shí)施步驟包括: 電源轉(zhuǎn)換步驟:將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓； 電壓比較步驟:對所述電源轉(zhuǎn)換步驟的低電壓輸出值和已設(shè)定的參考電壓進(jìn)行比較； 輸出控制步驟:基于所述電壓比較步驟的比較結(jié)果生成輸出； 比較控制步驟，對考慮到隨所述負(fù)載電流的上升或下降變化的輸入電流的三角波和所述輸出控制步驟生成的輸出進(jìn)行比較，控制脈寬調(diào)制信號(hào)的工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法，其特征在于， 所述輸出控制步驟是， 所述電壓比較步 驟的比較結(jié)果，所述低電壓輸出值大于所述已設(shè)定的參考電壓時(shí)，使所述生成的輸出上升； 所述電壓比較步驟的比較結(jié)果，所述低電壓輸出值小于所述已設(shè)定的參考電壓時(shí)，使所述生成的輸出下降。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法，其特征在于， 所述輸出控制步驟使輸出上升時(shí)，所述比較控制步驟是，對將所述輸入電流除以大于1的N值的值乘以所述三角波的值和所述輸出進(jìn)行大小比較； 所述比較結(jié)果，所述輸出更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間； 所述比較結(jié)果，所述輸出更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法，其特征在于， 所述輸出控制步驟使輸出下降時(shí)，所述比較控制步驟是，對將所述輸入電流除以大于1的N值的值乘以所述三角波的值和所述輸出進(jìn)行大小比較； 所述比較結(jié)果，所述輸出更大時(shí)，減少所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間； 所述比較結(jié)果，所述輸出更小時(shí)，增加所述脈寬調(diào)制信號(hào)的打開時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛降壓式電源轉(zhuǎn)換控制方法，其特征在于， 所述負(fù)載電流上升時(shí)，所述輸入電流上升，所述負(fù)載電流下降時(shí)，所述輸入電流也下降。
【文檔編號(hào)】H02M3/00GK103812326SQ201310030161
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月5日
【發(fā)明者】方孝振 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會(huì)社