CN113258648A - 一种车载dcdc变换器防输出侧电池电压丢失的电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，在输出电容和低压电池包之间设置电流防倒灌单元，通过设定施加到电流防倒灌单元内的比较器的负输入端的由第一分压电阻单元与第二分压电阻单元对辅助电压形成的电阻分压，可实现不同的防倒灌电流值，并设置第一自检单元、第二自检单元和第三自检单元以实现该安全机制的高自检覆盖率，而实现更加灵活、低功耗、高可靠性及高自检覆盖率的应用于车载DCDC变换器防输出侧12V电池电压瞬间丢失的功能安全机制设计。

Description

一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路
技术领域
本发明涉及电源领域，尤其是一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路。
背景技术
随着电动汽车技术的不断发展，零部件集成化趋势越来越明显，集成化解决方案不仅可以为整车带来功能扩展的优势，而且可以通过机械及电子部件的共用，为整车降低成本。车载充电机主要用于从220V电网中汲取电能，经过功率变换，将能量充入电动汽车高压电池包中，而车载DCDC变换器则用于将电动汽车高压电池包能量转换为例如12V的电池能量，车载充电机(Charger)与车载DCDC变换器的集成方案(Char Con)将是未来电动汽车能量补给的主流方案。车载DCDC变换器由于其直连整车12V电池，其输出侧的可靠性直接影响车辆安全。目前业内逐渐将车载DCDC变换器防输出侧12V电池电压瞬间丢失作为ASIL C的功能安全要求，需要在传统车载DCDC变换器中添加额外的高自检覆盖率的安全机制以应对ASIL C的功能安全需求。
请参阅图1所示的典型车载DCDC变换器示意图。如图1所示，车载DCDC变换器包括DCDC变换单元，其将高压电池包能量Vin转换为例如12V的输出电压Voutput给低压电池包（Battery）（即车载DCDC变换器输出侧电池）充电。正常工作时，希望能量从输出电容Cout端流向低压电池包侧。然而，考虑到DCDC变换器故障时如内部短路失效，会造成电流从低压电池包倒灌至DCDC变换器内部的情况，从而使输出侧12V电池电压瞬时丢失，而影响整车的驾驶安全。
现有技术中，一般利用二极管反向截止的特性阻止电路中出现电流倒灌的情况，但是当二极管处于正向导通状态时，由于正向导通压降的存在，会造成一定的能量损耗。另，电动汽车对整车功能安全的要求越来越高，传统的二极管反向截止方案已经无法满足对应功能安全需求，因此，在车载DCDC变换器中设计高可靠性、低功耗、高自检覆盖率的防止输出侧12V电池电压丢失的电路（防倒灌电路）成为业界的需求。
发明内容
本发明提出一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，车载DCDC变换器包括并联连接的输出电容和低压电池包，车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路包括：第一开关单元和检测电阻，第一开关单元包括开关管QOR，开关管QOR与检测电阻串联连接在输出电容的第一端与低压电池包的第一端之间；开关控制单元，开关控制单元的第一输入端连接低压电池包的第一端，第二输入端连接第一分压电阻单元与第二分压电阻单元的共节点，输出端连接辅助电压的正端及开关管QOR的控制端，第一分压电阻单元与第二分压电阻单元串联后连接在辅助电压的正端与负端之间，辅助电压的负端还连接输出电容的第一端，其中当第一输入端的电压小于第二输入端的电压，辅助电压加载到开关管QOR的控制端上，而使开关管QOR保持导通，当第一输入端的电压大于第二输入端的电压，开关管QOR关断；第一自检单元至第三自检单元，第一自检单元包括开关管Qtest2，开关管Qtest2的第一端接地，控制端接收第一自检控制信号，第二自检单元包括开关管Qtest1，开关管Qtest1的第一端连接辅助电压的正端，第二端连接开关控制单元的检测连接端，控制端连接开关管Qtest2的第二端，第三自检单元，包括开关管Qtest3和放电电阻单元，开关管Qtest3与放电电阻单元串联后并联在输出电容的正负电压端之间，开关管Qtest3控制端接收第二自检控制信号。
更进一步的，开关控制单元包括比较器，比较器的正输入端连接开关控制单元的第一输入端，负输入端连接开关控制单元的第二输入端，输出端连接二极管DQ的阳极，二极管DQ的阴极连接开关控制单元的检测连接端。
更进一步的，开关控制单元包括开关管Qoff，开关管 Qoff的第一端连接辅助电压的负端，并通过驱动下拉电阻连接二极管DQ的阴极和开关管Qoff的控制端，开关管Qoff的第二端连接辅助电压的正端及开关管QOR的控制端。
更进一步的，当输出电容Cout与低压电池包之间无能量流动或电流自输出电容Cout流向低压电池包，由检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降作用到比较器的正输入端的电压为0V或负电压，比较器的负输入端的电压为由第一分压电阻单元和第二分压电阻单元对辅助电压Vaux形成电阻分压，则此时比较器的正输入端的电压小于其负端输入电压，则比较器的输出端输出低电平，则二极管DQ不导通，则开关管Qoff保持断开，辅助电压Vaux加载到开关管QOR的控制端上，而使开关管QOR保持导通；当电流自低压电池包流向输出电容Cout时，由检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降作用到比较器的正输入端的电压为正电压，当该正电压增加到大于比较器负输入端的电压，则比较器的输出端输出高电平，则二极管DQ导通，比较器输出的高电平施加到开关管Qoff的控制端，而使开关管Qoff导通，进而控制使得开关管QOR关断。
更进一步的，在t0时刻，控制器输出高电平的第一自检控制信号S1，高电平的第一自检控制信号S1控制使得第一自检单元中的开关管Qtest2导通，从而使第二自检单元中的开关管Qtest1的第一端与控制端间的电压升高，而使第二自检单元中的开关管Qtest1导通，则辅助电压Vaux施加到第二开关单元中的开关管Qoff的控制端，开关管Qoff导通，而将第一开关单元中的开关管QOR的控制端的控制信号拉低，则第一开关单元中的开关管QOR关断，在t1时刻，控制器输出高电平的第二自检控制信号S2，高电平的第二自检控制信号S2控制使得第三自检单元中的开关管Qtest3导通，则输出电容Cout通过开关管Qtest3和放电电阻单元形成的放电支路放电，直至t2时刻，控制器输出低电平的第一自检控制信号S1，则低电平的第一自检控制信号S1控制使得第一自检单元中的开关管Qtest2关断，并第二自检单元中的开关管Qtest1关断，施加到比较器的正输入端的电压为低压电池包与输出电容Cout之间的压差，并低压电池包与输出电容Cout之间的压差大于比较器的负输入端的参考电压，则比较器的输出端输出高电平，则二极管DQ导通，将比较器输出的高电平施加到开关管Qoff的控制端，而使开关管Qoff继续导通，开关管QOR继续关断，直至t3时刻自检结束。
更进一步的，开关控制单元还包括滞回电阻单元与二极管DFB形成的串联支路，其中滞回电阻单元的一端连接比较器的输出端，滞回电阻单元的另一端连接二极管DFB的阳极，二极管DFB的阴极连接比较器的正输入端。
更进一步的，输出电容Cout的第一端为正电压端，低压电池包的第一端为正电压端，输出电容Cout的第二端为负电压端，低压电池包的第二端为负电压端。
更进一步的，输出电容Cout的第一端为负电压端，低压电池包的第一端为负电压端，输出电容Cout的第二端为正电压端，低压电池包的第二端为正电压端。
更进一步的，检测电阻Rsense连接在输出电容Cout的第一端与开关管QOR的第一端之间。
更进一步的，检测电阻Rsense连接在低压电池包的第一端与开关管QOR的第二端之间。
更进一步的，开关管Qtest2为NPN型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B；开关管Qtest1为PNP型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B；开关管Qtest3为NPN型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B。
更进一步的，开关管Qoff为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管，其第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G；开关管QOR为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管，其第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G。
附图说明
图1为典型车载DCDC变换器示意图。
图2为本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图。
图3a为本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路第一工作模式示意图。
图3b为本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路第二工作模式示意图。
图4为本申请一实施例的防输出侧电池电压丢失的电路的控制波形示意图。
图5为本发明另一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例中，在于提供一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，具体的，请参阅图2所示的本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图。车载DCDC变换器包括DCDC变换单元、输出电容Cout和低压电池包（Battery），DCDC变换单元的输入端连接高压电池包，两输出端连接输出电容Cout的两端，低压电池包并联在输出电容Cout的两端，DCDC变换单元将高压电池包能量Vin转换为输出电压Voutput给低压电池包（Battery）充电。本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，包括：第一开关单元110和检测电阻Rsense，第一开关单元110包括开关管QOR，开关管QOR与检测电阻Rsense串联连接在输出电容Cout的第一端与低压电池包的第一端之间；开关控制单元100，开关控制单元100的第一输入端连接低压电池包的第一端，第二输入端连接第一分压电阻单元与第二分压电阻单元的共节点，输出端连接辅助电压Vaux的正端及开关管QOR的控制端，第一分压电阻单元与第二分压电阻单元串联后连接在辅助电压Vaux的正端与负端之间，辅助电压Vaux的负端还连接输出电容Cout的第一端，其中当第一输入端的电压小于第二输入端的电压，辅助电压Vaux加载到开关管QOR的控制端上，而使开关管QOR保持导通，当第一输入端的电压大于第二输入端的电压，开关管QOR关断；第一自检单元至第三自检单元，第一自检单元210包括开关管Qtest2，开关管Qtest2的第一端接地，控制端接收第一自检控制信号S1，第二自检单元220包括开关管Qtest1，开关管Qtest1的第一端连接辅助电压Vaux的正端，第二端连接开关控制单元100的检测连接端，控制端连接开关管Qtest2的第二端，第三自检单元230，包括开关管Qtest3和放电电阻单元，开关管Qtest3与放电电阻单元串联后并联在输出电容Cout的正负电压端之间，开关管Qtest3控制端接收第二自检控制信号S2。
在一实施例中，第一开关单元110还包括驱动电阻Rgoff,开关管QOR包括第一端、第二端和控制端，开关管QOR的第一端连接输出电容Cout的第一端，开关管QOR的第二端连接低压电池包的第一端，驱动电阻Rgoff的第一端连接开关管QOR的控制端。
在一实施例中，开关控制单元100包括比较器单元120，比较器单元120包括比较器U1，比较器U1包括正输入端、负输入端和输出端，比较器的正输入端连接开关控制单元100的第一输入端，负输入端连接开关控制单元100的第二输入端，输出端连接二极管DQ的阳极，二极管DQ的阴极连接开关控制单元100的检测连接端。
在一实施例中，开关控制单元100包括第二开关单元130，第二开关单元130包括开关管Qoff,开关管Qoff包括第一端、第二端和控制端，Qoff的第一端连接辅助电压Vaux的负端，并通过驱动下拉电阻Rdw1连接二极管DQ的阴极及开关管Qoff的控制端，开关管Qoff的第二端连接辅助电压Vaux的正端及开关管QOR的控制端，也可连接驱动电阻Rgoff的第二端。
在一实施例中，第一自检单元210中的开关管Qtest2包括第一端、第二端和控制端，开关管Qtest2的第一端接地，开关管Qtest2的控制端接收来自控制器的第一自检控制信号S1。
在一实施例中，第二自检单元220中的开关管Qtest1包括第一端、第二端和控制端，开关管Qtest1的第一端连接辅助电压Vaux的正端，开关管Qtest1的第二端连接二极管DQ的阴极，开关管Qtest1的控制端连接开关管Qtest2的第二端。
在一实施例中，第三自检单元230中的开关管Qtest3包括第一端、第二端和控制端，开关管Qtest3的第一端连接输出电容Cout的负电压端，开关管Qtest3的第二端连接输出电容Cout的正电压端，控制端接收来自控制器的第二自检控制信号S2，放电电阻单元连接在输出电容Cout的正电压端与开关管Qtest3的第二端之间或连接在输出电容Cout的负电压端与开关管Qtest3的第一端之间，其中放电电阻单元如图2中的放电电阻Rdis。
在一实施例中，二极管DQ为独立的二极管器件，其也可为一器件的体二极管，如其可为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的体二极管。
在一实施例中，如图2所示，开关管Qtest2为NPN型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B。在一实施例中，开关管Qtest2还可为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G。
在一实施例中，如图2所示，开关管Qtest1为PNP型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B。在一实施例中，开关管Qtest1还可为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G。
在一实施例中，如图2所示，开关管Qtest3为NPN型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B。在一实施例中，开关管Qtest3还可为金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G。
在一实施例中，如图2所示，第二开关单元130中的开关管Qoff为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G。其还可为其它的开关器件，如P型金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或三极管。
在一实施例中，如图2所示，第一开关单元110中的开关管QOR为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G。其还可为其它的开关器件，如P型金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或三极管。
以开关管QOR和开关管Qoff为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管、开关管Qtest2为NPN型三极管、开关管Qtest1为PNP型三极管以及开关管Qtest3为NPN型三极管为例，当车载DCDC变换器正常工作时，输出电容Cout与低压电池包之间无能量流动，或电流自输出电容Cout流向低压电池包，可参阅图3a所示的本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路第一工作模式示意图，其电流流向如图3a中的箭头所示，或无电流流动，则此时由检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降作用到比较器U1的正输入端的电压为0V或负电压，比较器U1的负输入端的电压为由第一分压电阻单元和第二分压电阻单元（如图2中的电阻Rbias和电阻RN）对辅助电压Vaux形成电阻分压，该电阻分压为比较器U1的参考电压，则此时比较器U1的正输入端的电压小于其负端输入电压，则比较器U1的输出端输出低电平，则二极管DQ不导通，则开关管Qoff保持断开，如此辅助电压Vaux通过驱动电阻Rgoff加载到开关管QOR的控制端上，而使开关管QOR保持导通，而使能量自输出电容Cout流向低压电池包，或无能量流动。如果出现电流倒灌，即当电流自低压电池包流向输出电容Cout时，可参阅图3b所示的本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路第二工作模式示意图，其电流流向如图3b中的箭头所示，此时由检测电阻Rsense 和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降作用到比较器U1的正输入端的电压为正电压，当该正电压增加到大于由Rbias和RN对辅助电压Vaux形成电阻分压时，则比较器U1的正输入端的电压大于其负端输入电压，则比较器U1的输出端输出高电平，则二极管DQ导通，比较器U1输出的高电平施加到开关管Qoff的控制端，而使开关管Qoff导通，由于Qoff的第一端连接辅助电压Vaux的负端，开关管QOR的第一端连接输出电容Cout的第一端，并输出电容Cout的第一端连接辅助电压Vaux的负端，进而控制使得开关管QOR关断，如此达到阻止电流继续自低压电池包倒灌向输出电容Cout，也即阻止低压电池包电压丢失。
另根据如上的分析可知，通过设定施加到比较器U1的负输入端的由第一分压电阻单元与第二分压电阻单元对辅助电压Vaux形成的电阻分压，可实现不同的防倒灌电流值。具体的，如图2所示，施加到比较器U1的负输入端的由电阻Rbias和电阻RN对辅助电压Vaux形成电阻分压越大，实现的防倒灌电流值越大。如此可根据实际产品需求设定不同的防倒灌电流值，也即本发明的防输出侧电池电压丢失的电路更加灵活，且功耗小。
随着电动汽车技术的发展，业界对整车功能安全的要求越来越高，本申请的防输出侧电池电压丢失的电路中的第一自检单元210、第二自检单元220和第三自检单元230可依次检测第一开关单元110、比较器单元120和第二开关单元130的有效性，从而提高本申请的防输出侧电池电压丢失的电路的可靠性。具体的，请参阅图4所示的本申请一实施例的防输出侧电池电压丢失的电路的控制波形示意图，在t0时刻，控制器输出高电平的第一自检控制信号S1，高电平的第一自检控制信号S1控制使得第一自检单元210中的开关管Qtest2导通，从而使第二自检单元220中的开关管Qtest1的第一端与控制端间的电压SQtest1升高，而使第二自检单元220中的开关管Qtest1导通，则辅助电压Vaux施加到第二开关单元130中的开关管Qoff的控制端，也即第二开关单元130中的开关管Qoff的控制端的控制信号SQoff变为高电平，开关管Qoff导通，而将第一开关单元110中的开关管QOR的控制端的控制信号SQOR拉低，则第一开关单元110中的开关管QOR关断，如此若控制器输出高电平的第一自检控制信号S1时，第一开关单元110中的开关管QOR能处于关断状态，则可认为第一开关单元110及第二开关单元130可正常工作，接下来，在t1时刻，控制器输出高电平的第二自检控制信号S2，高电平的第二自检控制信号S2控制使得第三自检单元230中的开关管Qtest3导通，则输出电容Cout通过开关管Qtest3和放电电阻单元形成的放电支路放电，因此时第一开关单元110中的开关管QOR关断，则低压电池包不能给输出电容Cout充电，从而保证输出电容Cout能通过开关管Qtest3和放电电阻单元形成的放电支路的正常工作，直至t2时刻，输出电容Cout的电压放电至足够小，则在t2时刻，控制器输出低电平的第一自检控制信号S1，则低电平的第一自检控制信号S1控制使得第一自检单元210中的开关管Qtest2关断，并第二自检单元220中的开关管Qtest1关断，此时施加到比较器U1的正输入端的电压为低压电池包与输出电容Cout之间的压差，由于输出电容Cout的电压被放电至足够小，则低压电池包与输出电容Cout之间的压差较大，并大于比较器U1的负输入端的参考电压，则比较器U1的输出端输出高电平，则二极管DQ导通，将比较器U1输出的高电平施加到开关管Qoff的控制端，而使开关管Qoff继续导通，开关管QOR继续关断，直至t3时刻自检结束，如此若控制器输出高电平的第二自检控制信号S2后，第一开关单元110中的开关管QOR能继续处于关断状态或比较器U1的输出端输出高电平或输出电容Cout的电压仍较小，则可认为比较器单元120可正常工作。如此，在待机状态下通过第一自检单元210、第二自检单元220和第三自检单元230可检测第一开关单元110、比较器单元120和第二开关单元130的可靠性，从而提高本申请的防输出侧电池电压丢失的电路的可靠性。
在一实施例中，比较器单元120还包括滞回控制回路121，如图2所示，滞回控制回路121包括滞回电阻单元（如图2中的电阻RFB）与二极管DFB形成的串联支路，其中滞回电阻单元的一端连接比较器U1的输出端，滞回电阻单元的另一端连接二极管DFB的阳极，二极管DFB的阴极连接比较器U1的正输入端。如图2所示，比较器的负输入端接收参考电压，当电流倒灌时，若由倒灌电流在检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降大于参考电压时，比较器U1输出高电平，则开关管QOR关断实现防止电电流倒灌，当由倒灌电流在检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降小于参考电压时，比较器U1输出低电平，则开关管QOR导通，如此当倒灌电流在检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降在参考电压附近波动时，则比较器U1在输出高电平与低电平之间频繁切换，影响本发明的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路的正常工作，本发明通过增加滞回控制回路121，在由倒灌电流在检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降大于参考电压，比较器U1输出高电平时，比较器U1输出的该高电平通过电阻RFB和二极管DFB施加到比较器U1的正输入端，则将比较器U1的正输入端的电压由倒灌电流在检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降增加至倒灌电流在检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降与比较器U1输出的高电平通过电阻RFB反馈的电压的和，如此即使倒灌电流稍许波动也不会改变比较器U1的输出，只有当倒灌电流足够小，直到由倒灌电流在检测电阻Rsense和开关管QOR的导通阻抗Rds_ON产生的压降与比较器U1输出的高电平通过电阻RFB反馈的电压的和小于参考电压时，比较器U1才输出低电平，如此提高车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路的可靠性。并可通过调节滞回控制回路121的滞回电阻单元的电阻值，调节比较器U1输出端反馈至比较器U1正输入端的电压值而调价滞回控制的范围。
在一实施例中，第一自检单元210还包括驱动下拉电阻Rdw5、驱动下拉电容Cdw5和驱动电阻Rb2，驱动下拉电阻Rdw5和驱动下拉电容Cdw5均连接在开关管Qtest2的第一端与控制端之间，开关管Qtest2的控制端通过驱动电阻Rb2接收第一自检控制信号S1。
在一实施例中，如图2所示，第二自检单元220中的开关管Qtest1的第二端还通过上拉电阻Rup2连接二极管DQ的阴极。在一实施例中，如图2所示，开关管Qtest1的控制端还通过电阻单元（如图2中的电阻Rb1）连接开关管Qtest2的第二端。在一实施例中，如图2所示，第二自检单元220还包括驱动下拉电阻Rdw2和驱动下拉电容Cdw2，驱动下拉电阻Rdw2和驱动下拉电容Cdw2均连接在开关管Qtest2的第一端与控制端之间。
在一实施例中，第三自检单元230还包括驱动下拉电阻Rdw4、驱动下拉电容Cdw4和驱动电阻Rb3，驱动下拉电阻Rdw4和驱动下拉电容Cdw4均连接在开关管Qtest3的第一端与控制端之间，开关管Qtest3的控制端通过驱动电阻Rb3接收第二自检控制信号S2。
在一实施例中，如图2所示，第一开关单元110还包括驱动下拉电阻Rdw3、驱动下拉电容Cdw3 和保护二极管Z1,Z2，驱动下拉电阻Rdw3和驱动下拉电容Cdw3均连接在开关管QOR的第一端与控制端之间，保护二极管Z1的阴极连接保护二极管Z2的阴极，保护二极管Z1的阳极连接开关管QOR的控制端，保护二极管Z2的阳极连接开关管QOR的第一端，以提高第一开关单元110的可靠性。
在一实施例中，如图2所示，第二开关单元130还包括连接在开关管Qoff的第一端与控制端之间的驱动下拉电容Cdw1。
在一实施例中，如图2所示，第一分压电阻单元包括电阻Rbias，第二分压电阻单元包括电阻RN，电阻Rbias与电阻RN串联连接在辅助电压Vaux的正端与负端之间而形成分压支路。并比较器的正输入端通过一电阻单元（如图2中的电阻Rp）连接低压电池包的第一端。在一实施例中，如图2所示，比较器单元120还包括二极管DPN、电容CPN和上拉电阻Rup1，二极管DPN的阳极连接比较器U1的正输入端，二极管DPN的阴极连接比较器U1的负输入端, 电容CPN连接在比较器U1的正输入端与负输入端之间，上拉电阻Rup1连接在比较器U1的输出端与辅助电压Vaux的正端之间，二极管DPN主要用于保护比较器U1的输入端口，防止压差过大。
在一实施例中，如图2所示，开关管Qoff的第二端通过电阻单元（如图2中所示的电阻Rgon）连接辅助电压Vaux的正端。
在一实施例中，如图2所示，检测电阻Rsense连接在输出电容Cout的第一端与开关管QOR的第一端之间。在其它实施例中，检测电阻Rsense还可连接在低压电池包的第一端与开关管QOR的第二端之间。
在一实施例中，如图2所示，输出电容Cout的第一端为正电压端，低压电池包的第一端为正电压端，输出电容Cout的第二端为负电压端，低压电池包的第二端为负电压端，也即开关管QOR连接在输出电容Cout和低压电池包的正电压端之间。
在另一实施例中，如图5所示的的本发明另一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图，输出电容Cout的第一端为负电压端，低压电池包的第一端为负电压端，输出电容Cout的第二端为正电压端，低压电池包的第二端为正电压端，也即开关管QOR连接在输出电容Cout和低压电池包的负电压端之间。其它与图2所示的实施例相同，再次不在赘述。
上述的输出电容Cout的负电压端、低压电池包的负电压端即为参考地端。
如上所述的任何电阻单元可仅包括一个电阻，也可包括多个电阻的串和/或并联。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，车载DCDC变换器包括并联连接的输出电容和低压电池包，其特征在于，包括：
第一开关单元和检测电阻，第一开关单元包括开关管QOR，开关管QOR与检测电阻串联连接在输出电容的第一端与低压电池包的第一端之间；
开关控制单元，开关控制单元的第一输入端连接低压电池包的第一端，第二输入端连接第一分压电阻单元与第二分压电阻单元的共节点，输出端连接辅助电压的正端及开关管QOR的控制端，第一分压电阻单元与第二分压电阻单元串联后连接在辅助电压的正端与负端之间，辅助电压的负端还连接输出电容的第一端，其中当第一输入端的电压小于第二输入端的电压，辅助电压加载到开关管QOR的控制端上，而使开关管QOR保持导通，当第一输入端的电压大于第二输入端的电压，开关管QOR关断；
第一自检单元至第三自检单元，第一自检单元包括开关管Qtest2，开关管Qtest2的第一端接地，控制端接收第一自检控制信号，第二自检单元包括开关管Qtest1，开关管Qtest1的第一端连接辅助电压的正端，第二端连接开关控制单元的检测连接端，控制端连接开关管Qtest2的第二端，第三自检单元，包括开关管Qtest3和放电电阻单元，开关管Qtest3与放电电阻单元串联后并联在输出电容的正负电压端之间，开关管Qtest3控制端接收第二自检控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，开关控制单元包括比较器，比较器的正输入端连接开关控制单元的第一输入端，负输入端连接开关控制单元的第二输入端，输出端连接二极管DQ的阳极，二极管DQ的阴极连接开关控制单元的检测连接端。
3.根据权利要求1或2所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，开关控制单元包括开关管Qoff，开关管 Qoff的第一端连接辅助电压的负端，并通过驱动下拉电阻连接二极管DQ的阴极和开关管Qoff的控制端，开关管Qoff的第二端连接辅助电压的正端及开关管QOR的控制端。
4.根据权利要求3所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，当输出电容与低压电池包之间无能量流动或电流自输出电容流向低压电池包，由检测电阻和开关管QOR的导通阻抗产生的压降作用到比较器的正输入端的电压为0V或负电压，比较器的负输入端的电压为由第一分压电阻单元和第二分压电阻单元对辅助电压形成的电阻分压，则此时比较器的正输入端的电压小于其负端输入电压，则比较器的输出端输出低电平，则二极管DQ不导通，则开关管Qoff保持断开，辅助电压加载到开关管QOR的控制端上，而使开关管QOR保持导通；当电流自低压电池包流向输出电容时，由检测电阻和开关管QOR的导通阻抗产生的压降作用到比较器的正输入端的电压为正电压，当该正输入端电压增加到大于比较器负输入端的电压，则比较器的输出端输出高电平，则二极管DQ导通，比较器输出的高电平施加到开关管Qoff的控制端，而使开关管Qoff导通，进而控制使得开关管QOR关断。
5.根据权利要求1所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，在t0时刻，一控制器输出高电平的第一自检控制信号，高电平的第一自检控制信号控制使得第一自检单元中的开关管Qtest2导通，从而使第二自检单元中的开关管Qtest1的第一端与控制端间的电压升高，而使第二自检单元中的开关管Qtest1导通，则辅助电压施加到第二开关单元中的开关管Qoff的控制端，开关管Qoff导通，而将第一开关单元中的开关管QOR的控制端的控制信号拉低，则第一开关单元中的开关管QOR关断，在t1时刻，控制器输出高电平的第二自检控制信号，高电平的第二自检控制信号控制使得第三自检单元中的开关管Qtest3导通，则输出电容通过开关管Qtest3和放电电阻单元形成的放电支路放电，直至t2时刻，控制器输出低电平的第一自检控制信号，则低电平的第一自检控制信号控制使得第一自检单元中的开关管Qtest2关断，并第二自检单元中的开关管Qtest1关断，施加到比较器的正输入端的电压为低压电池包与输出电容之间的压差，并低压电池包与输出电容之间的压差大于比较器的负输入端的参考电压，则比较器的输出端输出高电平，则二极管DQ导通，将比较器输出的高电平施加到开关管Qoff的控制端，而使开关管Qoff继续导通，开关管QOR继续关断，直至t3时刻自检结束。
6.根据权利要求1所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，开关控制单元还包括滞回电阻单元与二极管DFB形成的串联支路，其中滞回电阻单元的一端连接比较器的输出端，滞回电阻单元的另一端连接二极管DFB的阳极，二极管DFB的阴极连接比较器的正输入端。
7.根据权利要求1所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，输出电容的第一端为正电压端，低压电池包的第一端为正电压端，输出电容的第二端为负电压端，低压电池包的第二端为负电压端。
8.根据权利要求1所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，输出电容的第一端为负电压端，低压电池包的第一端为负电压端，输出电容的第二端为正电压端，低压电池包的第二端为正电压端。
9.根据权利要求7或8所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，检测电阻连接在输出电容的第一端与开关管QOR的第一端之间。
10.根据权利要求7或8所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，检测电阻连接在低压电池包的第一端与开关管QOR的第二端之间。
11.根据权利要求1所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，开关管Qtest2为NPN型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B；开关管Qtest1为PNP型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B；开关管Qtest3为NPN型三极管，第一端为发射极E，第二端为集电极C，控制端为基极B。
12.根据权利要求1所述的一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，其特征在于，开关管Qoff为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管，其第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G；开关管QOR为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管，其第一端为源极S，第二端为漏极D，控制端为栅极G。
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