本實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變換器將電動汽車配置的動力電池標稱輸出(一般在300V左右)直流電壓變換為可變的直流電壓，現(xiàn)已廣泛應用于電機驅(qū)動或輔助驅(qū)動汽車(包括：電動汽車EV或混合電動汽車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：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有隔離。

專利一種具有蓄電池保護功能的電動汽車DCDC變換器(公開號：CN205265530U)，公開了一種采用EMI電路模塊的DCDC變換器，雖然具有蓄電池保護功能，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力車雷克薩斯“GS450h”裝配的DC-DC轉(zhuǎn)換器一樣，將驅(qū)動馬達的288V電源通過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)實現(xiàn)要素：

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

本實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，還可以上報當前工作狀態(tài)。所述PWM控制電路連接所述保護電路，所述驅(qū)動電路連接所述主電路，經(jīng)控制電路運算比較后把相關(guān)信號傳給驅(qū)動電路控制全橋逆變電路的功率開關(guān)管的開關(guān)與移相角度，同時與多重保護電路通信，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)動電路和所述保護電路連接。車載高壓動力電池產(chǎn)生的直流電經(jīng)所述全橋電路逆變?yōu)榻涣麟娨则?qū)動所述變壓器，經(jīng)所述變壓器變壓后的交流電通過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關(guān)管、第二功率開關(guān)管、第三功率開關(guān)管和第四功率開關(guān)管，所述第一功率開關(guān)管的源極分別與第二功率開關(guān)管的漏極以及變壓器的一輸入端連接，所述第三功率開關(guān)管的源極分別與第四功率開關(guān)管的漏極以及變壓器的另一輸入端連接，所述第一功率開關(guān)管的漏極與第三功率開關(guān)管的漏極連接，所述第二功率開關(guān)管的源極與第四功率開關(guān)管的源極連接，高壓電的陽極與第一功率開關(guān)管的漏極連接，其陰極與第二功率開關(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，實時對輸出電壓電流進行采樣并通過MCU控制電路進行計算控制。

優(yōu)選的，所述保護電路包括多重保護電路、反接保護電路、防雷電路和EMI電路，所述多重保護電路和所述反接保護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電路，所述反接保護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。多重保護電路，通過采樣電路，內(nèi)部控制電路，比較電路，運算電路實現(xiàn)精準控制，并且實時控制與保護，對輸入過欠壓，輸出過流，輸出短路，輸出過壓和過熱保護，使該裝置系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠運行。反接保護電路，即使電池反接不會損壞該裝置。防雷電路對雷電高壓或高壓脈沖群有防護作用。EMI電路減少外界對本裝置同時也減少本裝置對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關(guān)ZVS諧振變換器電路拓撲組成，使開關(guān)管依次在零電壓下導通，實現(xiàn)恒頻軟開關(guān)，所述變壓器采用高頻變壓器，變壓頻率更高效。

本實用新型的有益效果是：本DC-DC變換器采用先進的移相全橋高頻諧振軟開關(guān)和ZVS-PWM控制電源技術(shù)，大大減少了功率管的開關(guān)電壓、電流應力和尖刺干擾；本機自帶MCU控制電路，可外接監(jiān)控單元通信，機內(nèi)參數(shù)可通過CAN接口由上級監(jiān)控單元設定或由上級監(jiān)控單元調(diào)節(jié)，使能控制功能(預留)，內(nèi)部具有多重保護；采用新穎無電解電容設計，功率密度高、壽命長、體積小、重量輕、可靠性高等特點；效率達94％以上，適用于純電動和混合動力車型。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的功能結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型主電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；

具體實施方式

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)動電路，所述驅(qū)動與所述主電路相互電連接，實現(xiàn)整個變換器的控制和輸出。所述主電路與所述保護電路相互電連接，使DCDC變換器實現(xiàn)多重保護，增強其可靠性。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，機內(nèi)參數(shù)可通過CAN接口由上級監(jiān)控單元設定或由上級監(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)動所述變壓器，經(jīng)所述變壓器變壓后的交流電通過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，實時對輸出電壓電流進行采樣并通過MCU控制電路進行計算控制。

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，包括第一功率開關(guān)管T1、第二功率開關(guān)管T2、第三功率開關(guān)管T3和第四功率開關(guān)管T4，所述第一功率開關(guān)管T1的源極分別與第二功率開關(guān)管T2的漏極以及變壓器的一輸入端連接，所述第三功率開關(guān)管T3的源極分別與第四功率開關(guān)管T4的漏極以及變壓器的另一輸入端連接，所述第一功率開關(guān)管T1的漏極與第三功率開關(guān)管T3的漏極連接，所述第二功率開關(guān)管T2的源極與第四功率開關(guān)管T4的源極連接，高壓電的陽極與第一功率開關(guān)管T1的漏極連接，其陰極與第二功率開關(guān)管T2的源極連接。移相全橋逆變電路有零電壓開關(guān)ZVS諧振變換器電路拓撲組成。功率MOS開關(guān)管的體二極管和輸出結(jié)電容，功率開關(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個開關(guān)管依次在零電壓下導通，實現(xiàn)恒頻軟開關(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)時間△t，它是根據(jù)開通延時和關(guān)斷不延時原則來設置同一橋臂死區(qū)時間。T1和T4，T2和T3之間的驅(qū)動信號存在移相角α，通過調(diào)節(jié)α角的大小，可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，實現(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，所述保護電路包括多重保護電路、反接保護電路、防雷電路和EMI電路，所述多重保護電路和所述反接保護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電路，所述反接保護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。多重保護電路，多重保護電路，通過采樣電路，把溫度信號，電壓信號，電流信號等轉(zhuǎn)化或分壓成電壓信號，然后通過內(nèi)部控制電路，比較電路，運算電路實現(xiàn)精準控制，并且實時控制與保護，對輸入過欠壓，輸出過流，輸出短路，輸出過壓和過熱保護。使該裝置系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠運行。反接保護電路，即使電池反接不會損壞該裝置。防雷電路對雷電高壓或高壓脈沖群有防護作用。EMI電路減少外界對本裝置同時也減少本裝置對外界電路的電磁干擾。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。