CN110138227A - 一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路 - Google Patents

一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路 Download PDF

Info

Publication number
CN110138227A
CN110138227A CN201910475024.5A CN201910475024A CN110138227A CN 110138227 A CN110138227 A CN 110138227A CN 201910475024 A CN201910475024 A CN 201910475024A CN 110138227 A CN110138227 A CN 110138227A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
power conversion
flyback
master chip
busbar voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910475024.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘蕾
胡威
张�林
许广利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
One Giant Automation Equipment (shanghai) Co Ltd
Original Assignee
One Giant Automation Equipment (shanghai) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by One Giant Automation Equipment (shanghai) Co Ltd filed Critical One Giant Automation Equipment (shanghai) Co Ltd
Priority to CN201910475024.5A priority Critical patent/CN110138227A/zh
Publication of CN110138227A publication Critical patent/CN110138227A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322—Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，包括DC/DC主芯片、功率变换变压器和恒定负载，所述功率变换变压器的原边连接电机母线薄膜电容两端，副边连接恒定负载，DC/DC主芯片向功率变换的功率开关管（MOS管）输入驱动PWM信号。所述DC/DC主芯片采样功率变换变压器的输出电压信号、输入电流信号，进而调整PWM信号来驱动Flyback的功率MOS管，实现功率回路的能量向低压侧转换。本发明方案将母线电容高压侧放电需求转化为低压侧进行放电，这样不但能够保证放电需求的实现，而且节省了高压大功率器件的使用。通过功率变换将母线的高压转换到低压测试进行放电，保证薄膜电容的电压在较短的时间内放电至安全电压范围区间，保证电机控制器的安全和人员安全。

Description

一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路
技术领域
本发明属于新能源汽车领域，特别涉及一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路。
背景技术
目前，在全球节能减排大的时代背景和国家政策的强烈引导下，纯电动汽车和混合动力汽车等新能源车市场不断地扩大，电动车的控制性能、安全性能越来越受到关注，保障驾驶安全成为行业的强制要求；更是各个动力总成厂家竞争的利器。因此，这几年在国家的政策的引导下，电机控制器的功能安全成了控制器开发的基础需求。在电机控制器内部除了主要的功率逆变电路外，还有一个大容量的薄膜电容。该电容能够在功率转换过程中给电机提供足够的能量，保证电机控制器的母线电压波动小。由于母线电压较高，在正常的停车后以及异常故障停车状况下若是没有放电回路，会造成控制器的母线电压不能及时放电，薄膜电容器上的电压会一直存在，这对电机控制器的检修和维护带来很大的风险，造成人员的触电危险。因此，电机控制器母线回路中加入放电回路不但能够保证母线电容的高压快速泻放，也能保护汽车在正常或者异常停车状况下的电机控制器的安全和人员安全，更加确保了维修人员的安全。
现有技术中，都是通过在母线电容上增加放电回路和放电逻辑控制电路，通过放电逻辑控制电路控制放电回路。与本技术最为接近的技术见专利文献1-3。
专利文献1（公开号：CN104935219B）公开了一种电动车电机控制电路，包括主动放电逻辑电路、放电电路、母线电容、功率逆变电路、电机控制器。通过主动放电逻辑电路发出主动放电控制信号，控制放电回路；通过高压MOS管串联功率电阻来作为母线电容的电荷泻放回路。
专利文献2（公开号：CN104136262A）公开了功率电阻和PTC电阻放电电路，该电路是实现了母线电容放电的功能，在放电条件达到时，电流开始流向功率电阻23和PTC电阻24，由于PTC电阻较小，会承担大部分功耗，随着PTC发热之后，PTC电阻阻值变大，母线电容能量消耗主要由功率电阻来承担。这样不但能够实现母线电容放电的目的，也能在放电初始阶段用PTC来消耗部分能量降低功率电阻减小失效概率。
专利文献2（公开号：CN106329617B）公开了一种超级电容放电电路，该电路是一种超级电容的放电电路，包括了电压比较单元，放电控制单元，放电电阻单元，总开关等。本专利应用了功率电阻阵列来泻放母线电容能量来达到泻放母线的目的。
上述现有技术中，由于母线电容的电压高，容量大，设计直接在母线上增加泻放回路必须使用高压高功率电阻，还需要通过串并联的方式（或者电阻阵列）来泻放母线薄膜电容的能量。
发明内容
本发明目的是：提供一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，通过普通的功率电阻来消耗母线电容的能量，考虑到母线薄膜电容的电压高、能量大，安全性低等特点，通过充分利用紧急电源（或者备份电源）的DC/DC的功率变换电路来实现变换至低压侧进行母线电压泻放。这样实现了高可靠性、高安全性、低成本的优点。
本发明的技术方案是：
一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，包括DC/DC主芯片、功率变换变压器和恒定负载，所述功率变换变压器的原边连接电机母线薄膜电容两端，副边连接恒定负载，DC/DC主芯片向功率变换的功率MOS管提供控制的驱动PWM信号。
具体的，功率变换变压器输入端口电压范围为0～600V，属于高压侧，输出端口属于低压侧。
具体的，所述DC/DC主芯片采样功率变换变压器的输出电压信号、输入电流信号，进而调整PWM信号来驱动Flyback的功率MOS管，实现功率回路的能量向低压侧转换。
具体的，所述恒定负载采用功率电阻。
另一种方案，是基于BUCK的紧急电源的母线电压放电电路，包括DC/DC主芯片、BUCK电路和恒定负载，所述BUCK电路输入端连接电机母线薄膜电容两端，输出端连接恒定负载，DC/DC主芯片向BUCK电路输入驱动的PWM信号。
本发明的优点是：
本发明方案将母线电容高压侧放电需求转化为低压侧进行放电，这样不但能够保证放电需求的实现，而且节省了高压大功率器件的使用。通过功率变换将母线的高压（高达600V多）转换到低压测试进行放电，保证薄膜电容的电在较短的时间内放电至安全电压范围区间，保证电机控制器的安全和人员安全；同时，具有经济、可靠、安全的特点。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，包括DC/DC主芯片、功率变换变压器和恒定负载，所述功率变换变压器的原边连接电机母线薄膜电容两端，副边连接恒定负载，DC/DC主芯片向功率变换的MOS管提供控制的驱动PWM信号。
在本方案中，输入端口电压范围为0～600V，属于高压侧；输出端口的电压为恒定的15V，属于低压侧。通过采用DCDC主控芯片和功率变换（变压器）实现了高压侧的能量向低压侧进行变换，再消耗在输出端的普通功率电阻上面。主控芯片的控制原理为：主控芯片采样输出电压信号、输入电流信号来控PWM（脉宽调制）信号来驱动Flyback的功率MOS管（金属氧化物半导体管）实现功率回路的能量向低压侧转换。
在电动汽车的控制器中当汽车正常停车或者异常严重故障情况下，电机控制器关断逆变电路IGBT管，会造成母线电压抬升；此时由于电机控制器全部关管，母线薄膜电容上的能量没有泻放路径，母线电压处于高压状态（最大电压可能达到600V）。本申请专利能够工作，将母线薄膜电容里的能量通过此Flyback拓扑的转换电路转换成低压电，消耗在低压侧的普通功率电阻上，解决上述状况下的高压风险，使得母线薄膜电容快速放电，确保电机控制器的母线电压放至安全电压以下。
本方案在低压侧使用价格便宜的普通的功率电阻，实现泻放能量的目的，不需要采样高压功率电阻；经济实惠，安全可靠。
另一种替代方案，是基于BUCK的紧急电源的母线电压放电电路，包括DC/DC主芯片、BUCK电路和恒定负载，所述BUCK电路输入端连接电机母线薄膜电容两端，输出端连接恒定负载，DC/DC主芯片向BUCK电路提供控制的驱动PWM信号。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，其特征在于，包括DC/DC主芯片、功率变换变压器和恒定负载，所述功率变换变压器的原边连接电机母线薄膜电容两端，副边连接恒定负载，DC/DC主芯片向功率变换的功率MOS管提供控制的驱动PWM信号。
2.根据权利要求1所述的基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，其特征在于，功率变换变压器输入端口电压范围为0～600V，属于高压侧，输出端口属于低压侧。
3.根据权利要求2所述的基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，其特征在于，所述DC/DC主芯片采样功率变换变压器的输出电压信号、输入电流信号，进而调整PWM信号来驱动Flyback的功率MOS管，实现高压侧的能量通过功率变换电路向低压侧转换。
4.根据权利要求3所述的基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路，其特征在于，所述恒定负载采用功率电阻。
5.基于BUCK的紧急电源的母线电压放电电路，其特征在于，包括DC/DC主芯片、BUCK电路和恒定负载，所述BUCK电路输入端连接电机母线薄膜电容两端，输出端连接恒定负载，DC/DC主芯片向BUCK电路输入驱动PWM信号。
CN201910475024.5A 2019-06-03 2019-06-03 一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路 Pending CN110138227A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910475024.5A CN110138227A (zh) 2019-06-03 2019-06-03 一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910475024.5A CN110138227A (zh) 2019-06-03 2019-06-03 一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110138227A true CN110138227A (zh) 2019-08-16

Family

ID=67579733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910475024.5A Pending CN110138227A (zh) 2019-06-03 2019-06-03 一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110138227A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202172363U (zh) * 2011-08-02 2012-03-21 联合汽车电子有限公司 能对前端高压母线放电的全桥隔离直流变换器
WO2015082193A2 (de) * 2013-12-04 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zum entladen eines zwischenkreiskondensators
CN105991059A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 乐金电子研发中心(上海)有限公司 一种逆变器系统及减小逆变器直流母线电容的方法
CN107046362A (zh) * 2017-03-24 2017-08-15 苏州汇川联合动力系统有限公司 一种高压母线电容的复合式主动放电方法以及系统
CN107710589A (zh) * 2015-09-09 2018-02-16 宝马股份公司 用于车辆的牵引变流器的低压放电和驱控电路
CN109484186A (zh) * 2018-12-25 2019-03-19 华人运通控股有限公司 电动汽车主动放电方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202172363U (zh) * 2011-08-02 2012-03-21 联合汽车电子有限公司 能对前端高压母线放电的全桥隔离直流变换器
WO2015082193A2 (de) * 2013-12-04 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zum entladen eines zwischenkreiskondensators
CN105991059A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 乐金电子研发中心(上海)有限公司 一种逆变器系统及减小逆变器直流母线电容的方法
CN107710589A (zh) * 2015-09-09 2018-02-16 宝马股份公司 用于车辆的牵引变流器的低压放电和驱控电路
CN107046362A (zh) * 2017-03-24 2017-08-15 苏州汇川联合动力系统有限公司 一种高压母线电容的复合式主动放电方法以及系统
CN109484186A (zh) * 2018-12-25 2019-03-19 华人运通控股有限公司 电动汽车主动放电方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104253469B (zh) 二次电池组充放电管理系统
US7642755B2 (en) Method and apparatus to maximize stored energy in UltraCapacitor Systems
AU2021322990B2 (en) Feedback current control device and aerial platform truck
CN106385101B (zh) 一种大功率型电梯自动救援装置实现供电的方法及装置
CN107046362B (zh) 一种高压母线电容的复合式主动放电方法以及系统
CN104081625B (zh) 开关电源装置
CN104108320B (zh) 一种n-pmos开关解耦的电动汽车复合电源及能量控制方法
CN207389120U (zh) 电动汽车蓄电池掉电保护电路
JP2001260719A (ja) 電鉄用直流き電システム
CN103944227A (zh) 一种用于变电站蓄电池的在线有源逆变放电系统
CN103715969A (zh) 一种交流伺服驱动系统
CN203896009U (zh) 一种用于变电站蓄电池的在线放电控制模块电路
CN111049383A (zh) 一种直挂高压电源的升压电路及软启动方法
CN112152270A (zh) 应用于地铁列车再生制动的超导磁储能装置及其控制方法
CN203301376U (zh) 车载直流转换总成
CN216034204U (zh) 一种驻车控制器的备用电源系统
CN110138227A (zh) 一种基于Flyback的紧急电源的母线电压放电电路
AU2021347695B2 (en) Lithium battery system and overhead working truck
CN211166517U (zh) 一种超级电容复合系统的充放电电路
CN209748187U (zh) 一种新能源电动车高压残余电荷的放电电路
CN205986309U (zh) 一种双电源电路、系统以及电动汽车
CN219007607U (zh) 一种使用可控硅控制新能源汽车高压上下电的配电系统
CN205265530U (zh) 一种具有蓄电池保护功能的电动汽车dcdc变换器
CN219382216U (zh) 一种新能源汽车用制动电阻系统
CN211557149U (zh) 一种直挂高压电源的升压电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190816