CN113852285B - 一种高压dcdc转换电路的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压DCDC转换电路的系统和方法,它包括主级模块、变压模块、控制模块、次级模块、滤波模块和放电模块,主级模块将输入的高压直流电能量传送给变压模块的次级线圈,且限制变压模块漏感引起的主级峰值电压;变压模块为控制模块提供电源;控制模块用于实时检测、控制变压模块的工作状态;次级模块用于将变压模块的输出电压整流为低压直流电并反馈到控制模块;滤波模块用于降低电磁干扰和减小低压直流电纹波;放电模块用于放电。利用本发明所述的系统,解决了低压断电后控制器不能工作的问题;解决了高压输入反激开关电源MOSFET耐压要求高的问题;解决了高压DCDC工作时引起电源倒灌的问题;解决了高压电放电问题。

Description

一种高压DCDC转换电路的系统和方法
技术领域
本发明属于电压变换技术领域,具体涉及一种高压DCDC转换电路的系统和方法。
背景技术
电动汽车中设有一个12V的低压电池对汽车的电气系统进行供电。对于电机控制器而言,如果电动车辆中的低压电源突然中断,而电动车辆此时处于不允许下电的情况,则容易导致车辆在行驶过程中存在一定危险;并且由于此时高压母线电容中尚存储大量的电量,未进行主动放电,也存在一定的安全隐患。
另外,目前电动汽车系统基本为400V电压平台,但趋势是向800V甚至更高的水平发展。经过文献检索和查新,电动汽车800V电压平台的高压转低压电路比较新颖,目前为止尚处于起始阶段,因此研究提出可靠的800V高压转低压电路,很有必要。
目前高压DCDC转换电路一般采用开关电源,但800V电压平台的电压较高,传统的单端反激开关电源由于MOS管要承受最高2倍的输入电压,导致很难找到合适的汽车级MOS管。
发明内容
本发明旨在提出一种高压DCDC转换电路,设计一种高压转低压电路,作为汽车的备用低压电源,保证在低压电池电源断电时,电机控制器仍能正常工作。
实现本发明目的之一的高压DCDC转换电路的系统为:它包括主级模块、变压模块、控制模块、次级模块、滤波模块和放电模块,所述主级模块通过控制场效应管Q1的通断,将输入的高压直流电能量通过变压模块的主级线圈传送给次级线圈,且限制变压模块漏感引起的主级峰值电压;所述变压模块为控制模块提供电源,且将本电路高低压进行电气隔离,变压模块的主级线圈包括主线圈和辅助线圈,主线圈用于为次级线圈传递能量,辅助线圈为控制模块内部的原边电路提供电源;所述控制模块用于实时检测、控制变压模块两侧主次级电路的工作状态;所述次级模块用于将变压模块的次级线圈的能量整流为低压直流电,给控制模块内部的副边电路供电,并将低压直流电通过电阻分压后反馈到控制模块;所述滤波模块用于降低外部输入和本电路的电磁干扰,减小输出的低压直流电纹波;所述放电模块用于使用放电电阻消耗次级模块中低压电的能量,通过变压模块的能量传递,消耗主级模块中高压电能量的方式进行放电。
进一步地,本系统还包括防反模块,所述防反模块用于防止滤波模块输出的低压给电池电压+BAT反灌电流,以及防止电池电压+BAT给滤波模块输出的低压反灌电流。
进一步地,所述防反模块包括整流二极管D9、整流二极管D10,整流二极管D9用于防止滤波模块输出的低压给电池电压+BAT反灌电流,整流二极管D10用于防止电池电压+BAT给滤波模块输出的低压反灌电流;
电池电压+BAT连接整流二极管D9的正级,整流二极管D9的负级连接整流二极管D10的负级,整流二极管D10的正级连接滤波模块输出的低压。
进一步地,所述主级模块包括场效应管Q1、电阻R1~电阻R8、电容C1~电容C5、稳压管D1~稳压管D3、整流二极管D4、整流二极管D5,控制模块实时检测低压电压值,调整场效应管Q1的开关频率和导通占空比,从而经由场效应管Q1控制变压模块将输入高压HV+传输的高压侧能量传送给低压侧;所述电阻R1~电阻R4和稳压管D1~稳压管D2用于为场效应管Q1提供栅极电压;稳压管D3用于限制场效应管Q1的栅源电压;电阻R5~电阻R7、电容C3和整流二极管D4组成RCD钳位电路用于限制变压模块的主级线圈的峰值电压;整流二极管D5、电容C4、电阻R8用于整流辅助线圈输出电压,给旁路电容C5充电,可以降低空载功耗;电容C1和电容C2用于作为输入高压HV+的滤波电容。
进一步地,电阻R1的一端、电阻R5的一端、电容C1的一端、电容C3的一端均与输入高压HV+连接,电容C1的另一端通过电容C2接地,电阻R1的另一端通过电阻R2连接电阻R3的一端,电阻R3的另一端通过电阻R4连接稳压管D1的负极,稳压管D1的正级与稳压管D2的负级相连,稳压管D2的正级接地,电阻R5的另一端、电容C3的另一端、电阻R6的一端均与电阻R7的一端相连,电阻R6的另一端、电阻R7的另一端均与整流二极管D4的负极相连,整流二极管D4的正极通过变压模块的主极线圈的主线圈和电容C3的一端相连,整流二极管D4的正级与场效应管Q1的漏极相连,场效应管Q1的栅极连接在电阻R3和R4之间,稳压管D3的负极连接场效应管Q1的栅极,稳压管D3的正极连接场效应管Q1的源极,场效应管Q1的源极与控制模块的漏级引脚D相连,整流二极管D5的正极连接在变压模块的主线圈的辅助线圈,整流二极管D5的负极通过电容C4接地,电阻R8一侧与整流二极管D5的负极相连,电阻R8的另一侧与控制模块的主级旁路引脚BPP相连,电容C5的一侧与电阻R8的另一侧相连,控制模块的源级引脚S均与电容C5的另一侧相连,电容C5的另一侧接地。
进一步地,所述次级模块包括电阻R9~电阻R15,电容C6、电容C8~电容C11、整流二极管D6、整流二极管D7,电阻R9的一端与变压模块的次级线圈的一侧相连,电阻R9的另一端与控制模块的前向脚FWD相连,用于提供变压模块的主级线圈开关时间信息;整流二极管D6、整流二极管D7,电阻R10~电阻R11、电容C6组成RC缓冲网络,抑制由变压模块的漏感和次级电感造成的高频信号;电阻R14、电阻R15组成分压网络,将输出电压反馈到控制模块的内部电路形成闭环以保证输出电压稳定在设定值;电阻R13和电容C8用于加快变压模块的输出电压反馈的响应时间,从而降低变压模块的输出电压的纹波;电容C9用于对变压模块的输出电压进行去耦;电容C10用于对控制模块内部调压器的去耦;电容C11用于衰减变压模块输出的共模噪声;电阻R12用于检测变压模块输出的电流;
电容C6的一端、整流二极管D6的负极、整流二极管D7的负极均与变压模块的次级线圈的一侧相连,电阻R10的一端、电阻R11的一端均与电容C6的另一端相连,电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、整流二极管D6的正极、整流二极管D7的正极均与控制模块的同步整流驱动引脚SR相连;
变压模块的次级线圈的另一侧、控制模块的电压输出引脚VOUT、电阻R14的一端均与电阻R13的一端相连,电阻R13的另一端与电容C8的一端相连,电容C9的一端、电阻R14的另一端、电阻R15的一端、控制模块的反馈引脚FB均与电容C8的另一端相连,电容C9的另一端、电阻R15的另一端均与整流二极管D6的正极相连;
电阻R12的一端与控制模块的电流感应引脚JS相连,电流感应引脚JS接地,电容C10的一端、控制模块的次级地引脚GND、整流二极管D6的正极均与电阻R12的另一端相连,电容C10的另一端与控制模块的次级旁路引脚BPS相连,控制模块的源级引脚S均与电容C11的一端相连,电容C11的另一端接地。
进一步地,所述滤波模块包括电容C7、电容C12~电容C14以及电感L1,电容C7用于对变压模块的输出进行第一级滤波,电感L1和电容C12~电容C14组成LC结构,用于对变压模块的输出进行第二级滤波;
电容C7的一端、电感L1的一端均与控制模块的电压输出VOUT相连,电容C7的另一端与次级模块的整流二极管D6的正级相连,电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端均与电感L1的另一端相连,电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C14的另一端均接地。
进一步地,所述放电模块包括场效应管Q2、NPN三极管Q3、NPN三极管Q4、电阻R100、电阻R16~电阻R19,场效应管Q2用于在导通时放电,断开时不放电;电阻R16和电阻R19用于限制场效应管Q2基极电流;电阻R17、电阻R18和NPN三极管Q3、NPN三极管Q4组成电平转换电路,用于将放电信号DISCHARGE电平幅值转换为设定低压值,且保证电路输出与放电信号DISCHARGE逻辑关系一致,当放电信号DISCHARGE为高电平时则场效应管Q2导通放电,放电信号DISCHARGE为低电平时则场效应管Q2断开不放电;R100用于放电时通过发热的方式消耗电量。
进一步地,电阻R100的一端、电阻R17的一端、电阻R18的一端均与滤波模块输出的低压相连,电阻R100另一端与场效应管Q2的漏极相连,场效应管Q2的源极、稳压管D8的正极、NPN三极管Q3的发射极、NPN三极管Q4的发射极均接地,稳压管D8的负极、电阻R16的一端均与场效应管Q2的栅极相连,电阻R16的另一端、电阻R17的另一端均与NPN三极管Q3的集电极相连,NPN三极管Q3的基极、电阻R18的另一端均与NPN三极管Q4的集电极相连,NPN三极管Q4的基极通过电阻R19接放电信号DISCHARGE。
实现本发明目的之二的高压DCDC转换电路的方法为:
步骤一:上电启动,高压电HV+通过主级模块中的电阻R1~电阻R3和稳压管D3,经控制模块的内部电路给电容C5充电,从而启动控制模块内部MOSFET,继而控制场效应管Q1的导通和关断,引起变压模块的主线圈电流变化,通过电磁场作用使得变压模块的辅助线圈和次级线圈产生电流,上电启动完成。
步骤二:变压模块的辅助线圈产生电流后,通过次级模块中的整流二极管D5和电阻R8,给控制模块内部的原边电路供电,并给电容C5充电;变压模块的次级线圈产生电流后,经次级模块整流滤波后给控制模块内部的副边电路供电,并给电容C10充电。
步骤三:次级模块中的电阻R14和电阻R15组成分压电路,将变压模块次级线圈的输出电压反馈到控制模块,控制模块通过调节场效应管Q1的通断频率和占空比来控制变压模块主线圈内电流变化,从而调节变压模块次级线圈的输出电压,保证输出电压稳定。
步骤四:变压模块输出的低压电,通过滤波模块进行滤波,从而降低外部输入和本电路的电磁干扰,减小输出的低压直流电纹波。
步骤五:当前场景不需要放电则使放电模块中的放电信号DISCHARGE为低电平;当前场景需要放电时则使放电模块中的放电信号DISCHARGE为高电平,此时场效应管Q2导通,电阻R100消耗次级模块中输出的低压直流电的能量,通过变压模块的能量传递,消耗主级模块中高压电的能量,从而进行放电。
利用本发明所述的系统,解决了低压断电后控制器不能工作的问题,消除了安全隐患;解决了高压输入反激开关电源MOSFET耐压要求高的问题,提高了电路的工作效率,保证了电路的稳定运行;解决了高压DCDC工作时引起电源倒灌的问题;解决了高压电放电问题,提高了系统的安全性。
附图说明
图1为本发明所述的高压DCDC的转换电路;
图2为本发明所述的高压DCDC的放电电路。
具体实施方式
下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释,以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
如图1所示,它包括主级模块1、变压模块2、控制模块3、次级模块4、滤波模块5和放电模块6,所述主级模块1通过控制场效应管Q1的通断,将输入的高压直流电能量通过变压模块2的主级线圈传送给次级线圈,且限制变压模块2漏感引起的主级峰值电压;所述变压模块2为控制模块3提供电源,且将本电路高低压进行电气隔离,变压模块2的主级线圈包括主线圈和辅助线圈,主线圈用于为次级线圈传递能量,辅助线圈为控制模块3内部的原边电路提供电源;所述控制模块3用于实时检测、控制变压模块2两侧主次级电路的工作状态;所述次级模块4用于将变压模块2的次级线圈的能量整流为低压直流电,给控制模块3内部的副边电路供电,并将低压直流电通过电阻分压后反馈到控制模块3;所述滤波模块5用于降低外部输入和本电路的电磁干扰,减小输出的低压直流电信号纹波;所述放电模块6消耗次级模块4中输出低压直流电的能量,通过变压模块2的能量传递,消耗主级模块1中高压电的能量,以这种方式进行放电。
本电路中主级模块1中的输入高压HV可以为300V~1400V范围内的值,且可通过选择耐压更高的外部MOSFET和相关元件,进一步提高输入电压。变压模块2中的T1为变压器,其主级输入为高压电,其次级输出可以为低压直流电12V。控制模块3中的U1可以为汽车级电源控制芯片INN3996CQ。该电路工作情况如下:
电容C1和电容C2通过串联的方式作为输入高压HV的滤波电容,每个电容只需承受最高电压的1/2;电阻R1~电阻R4和稳压管D1、稳压管D2串联,为场效应管Q1提供栅极电压;场效应管Q1和控制芯片U1构成StackFET结构,场效应管Q1的源极引脚和控制芯片U1的D引脚连接(D和S引脚是芯片内部MOSFET的漏源两级);当U1内部MOSFET关断时,其最大漏源电压由稳压管D1、稳压管D2钳位,通过稳压管D1、稳压管D2、场效应管Q1的选型,该电路能调整输入的最大电压值,调整时需满足稳压管D1和稳压管D2的稳压和要小于U1内MOSFET漏源电压门限值的80%;稳压管D3用于限制给场效应管Q1的栅源电压;电阻R1~电阻R3用于限制流经稳压管D1~稳压管D3的电流,保护稳压管D1、稳压管D2和稳压管D3;电阻R4用于限制控制模块3的控制芯片U1内部MOSFET开关切换引起的高频振荡;由于反激间隔期间存在漏感,电阻R5~电阻R7、电容C3和整流二极管D4组成RCD钳位电路,用于限制变压模块2漏感引起的主级峰值电压;变压模块2的主级线圈的辅助线圈通过整流二极管D5、电容C4、电阻R8与U1芯片主级旁路引脚BPP连接,为旁路电容C5充电,可以降低空载功耗;次级整流二极管D6、次级整流二极管D7用于对变压模块2的次级线圈的输出进行整流;U1芯片前向脚引脚FWD通过电阻R9与变压模块2中变压器T1的次级线圈开关节点连接,提供主级线圈开关时间信息;电阻R10、电阻R11、电容C6组成RC缓冲网络,抑制由变压模块2的漏感和次级电感造成的高频信号;电容C10为去耦电容,由控制模块3内部的调压器进行充电;电阻R12用于检测变压模块2输出的电流以减少损耗,阈值约为35mV,一旦超过流过该电阻的电流检测阈值,控制模块3的芯片U1调整开关脉冲的数量以保持固定的输出电流;电阻R14、电阻R15组成分压网络,将输出电压反馈到控制模块3的芯片U1内部电路,形成闭环保证输出电压稳定在设定值;电阻R13、电容C8组成前馈网络,用于加快变压模块2的输出电压反馈的响应时间,从而降低变压模块2的输出电压的纹波;电容C9用于对变压模块2的输出电压的高频噪声进行去耦;电容C11为Y电容,用于衰减变压模块2输出的高频共模噪声;电容C7用于对变压模块2的输出进行第一级滤波;电感L1、电容C12~电容C14组成LC结构,用于对变压模块2的输出进行第二级滤波;该电路的作用包括输入过压保护、欠压保护、芯片过温保护、输出过压保护及过流限制,当出现上述保护后,U1芯片具有自动重启功能,待故障消失后电路可自动重新运行。
结合图2,该电路为主动放电电路。其中R100为放电电阻,Q2为放电电路场效应管,D8为稳压管,避免场效应Q2的栅极电压过高损坏开关管;电阻R16用于限制场效应管Q2的基极电流;电阻R19用于限制三极管Q4的基极电流;电阻R17、电阻R18和NPN三极管Q3、NPN三极管Q4组成电平转换电路,用于将放电信号DISCHARGE电平幅值转换为设定低压值,所述设定低压值可以为12V。若放电信号电压较低,则不能直接驱动场效应管Q2,因此用本电路进行电平转换保证可靠驱动场效应管Q2。
本放电电路还用于保证输入与输出逻辑关系一致,通过图中放电信号DISCHARGE的电平变化,控制放电回路的导通和关断。若放电信号DISCHARGE为低电平,则电平转换电路中的NPN三极管Q3输出低电平,场效应管Q2断开,放电回路关断;若放电信号DISCHARGE为高电平,则NPN三极管Q3输出为高电平,场效应管Q2导通从而进行放电。
放电信号DISCHARGE可由电机控制器的主控芯片提供,控制该电路将高压电放到安全电压以保证人身安全。
同时,一般在车辆控制器中,放电信号由微控制单元MCU提供,以便于程序控制。但上电初始化时MCU引脚可能为高阻态,此时电路并不需要放电。因此设计本放电电路。在上电初始化阶段,NPN三极管Q4断开,由于上拉电阻R18的作用使NPN三极管Q3导通,从而场效应管Q2断开,因此不会放电。即保证在系统上电初始化或由其它故障引起的MCU初始化过程中放电电路可靠的断开。
防反模块7的电路中,通过整流二极管D9、整流二极管D10将电池电源和由高压DCDC转换的低压电源分开,避免相互影响,所述低压电源可以为12V。
以上对发明内容的描述,这种描述没有限制性,总而言之如果本领域的技术人员受其启示,在不脱离本发明宗旨的情况下,不经创造的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压DCDC转换电路的系统,其特征在于:它包括主级模块(1)、变压模块(2)、控制模块(3)、次级模块(4)、滤波模块(5)和放电模块(6),所述主级模块(1)通过控制场效应管Q1的通断,将输入的高压直流电能量通过变压模块(2)的主级线圈传送给次级线圈,且限制变压模块(2)漏感引起的主级线圈的峰值电压;所述变压模块(2)为控制模块(3)提供电源,且将高压DCDC转换电路的高压直流电和低压直流电进行电气隔离,变压模块(2)的主级线圈包括主线圈和辅助线圈,主线圈用于为次级线圈传递能量,辅助线圈为控制模块(3)内部的原边电路提供电源;所述控制模块(3)用于实时检测、控制变压模块(2)两侧主次级电路的工作状态;所述次级模块(4)用于将变压模块(2)的次级线圈的能量整流为低压直流电,给控制模块内部的副边电路供电,并将低压直流电通过电阻分压后反馈到控制模块(3);所述滤波模块(5)用于降低外部输入和高压DCDC转换电路的电磁干扰,减小输出的低压直流电纹波;所述放电模块(6)用于使用放电电阻消耗次级模块(4)中低压直流电的能量,通过变压模块(2)的能量传递,消耗主级模块中高压直流电能量的方式进行放电。
2.如权利要求1所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于:它还包括防反模块(7),所述防反模块(7)用于防止滤波模块(5)输出的低压直流电给电池电压+BAT反灌电流,以及防止电池电压+BAT给滤波模块(5)输出的低压直流电反灌电流。
3.如权利要求2所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于:所述防反模块(7)包括整流二极管D9、整流二极管D10,整流二极管D9用于防止滤波模块(5)输出的低压直流电给电池电压+BAT反灌电流,整流二极管D10用于防止电池电压+BAT给滤波模块(5)输出的低压直流电反灌电流;
电池电压+BAT连接整流二极管D9的正级,整流二极管D9的负级连接整流二极管D10的负级,整流二极管D10的正级连接滤波模块(5)输出的低压直流电。
4.如权利要求1所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于:所述主级模块(1)包括场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、稳压管D1、稳压管D2、稳压管D3、整流二极管D4、整流二极管D5,控制模块(3)实时检测低压直流电的电压值,调整场效应管Q1的开关频率和导通占空比,从而经由场效应管Q1控制变压模块(2)将输入高压直流电传输的高压侧能量传送给低压侧;所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和稳压管D1、稳压管D2用于为场效应管Q1提供栅极电压;稳压管D3用于限制场效应管Q1的栅源电压;电阻R5、电阻R6和电阻R7、电容C3和整流二极管D4组成RCD钳位电路用于限制变压模块(2)的主级线圈的峰值电压;整流二极管D5、电容C4、电阻R8用于整流辅助线圈输出电压,给电容C5充电,可以降低空载功耗;电容C1和电容C2用于作为输入高压直流电的滤波电容。
5.如权利要求4所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于电阻R1的一端、电阻R5的一端、电容C1的一端、电容C3的一端均与输入高压直流电连接,电容C1的另一端通过电容C2接地,电阻R1的另一端通过电阻R2连接电阻R3的一端,电阻R3的另一端通过电阻R4连接稳压管D1的负极,稳压管D1的正级与稳压管D2的负级相连,稳压管D2的正级接地,电阻R5的另一端、电容C3的另一端、电阻R6的一端均与电阻R7的一端相连,电阻R6的另一端、电阻R7的另一端均与整流二极管D4的负极相连,整流二极管D4的正极通过变压模块(2)的主级线圈的主线圈和电容C3的一端相连,整流二极管D4的正级与场效应管Q1的漏极相连,场效应管Q1的栅极连接在电阻R3和电阻R4之间,稳压管D3的负极连接场效应管Q1的栅极,稳压管D3的正极连接场效应管Q1的源极,场效应管Q1的源极与控制模块(3)的漏级引脚D相连,整流二极管D5的正极连接在变压模块(2)的主级线圈的辅助线圈,整流二极管D5的负极通过电容C4接地,电阻R8一侧与整流二极管D5的负极相连,电阻R8的另一侧与控制模块(3)的主级旁路引脚BPP相连,电容C5的一侧与电阻R8的另一侧相连,控制模块(3)的源级引脚S均与电容C5的另一侧相连,电容C5的另一侧接地。
6.如权利要求1所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于:所述次级模块(4)包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15,电容C6、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、整流二极管D6、整流二极管D7,电阻R9的一端与变压模块(2)的次级线圈的一侧相连,电阻R9的另一端与控制模块(3)的前向脚FWD相连,用于提供变压模块(2)的主级线圈开关时间信息;整流二极管D6、整流二极管D7,电阻R10、电阻R11、电容C6组成RC缓冲网络,抑制由变压模块(2)的漏感和次级电感造成的高频信号;电阻R14、电阻R15组成分压网络,将输出电压反馈到控制模块(3)的内部电路形成闭环以保证输出电压稳定在设定值;电阻R13和电容C8用于加快变压模块(2)的输出电压反馈的响应时间,从而降低变压模块(2)的输出电压的纹波;电容C9用于对变压模块(2)的输出电压进行去耦;电容C10用于对控制模块(3)内部调压器的去耦;电容C11用于衰减变压模块(2)输出的共模噪声;电阻R12用于检测变压模块(2)输出的电流;
电容C6的一端、整流二极管D6的负极、整流二极管D7的负极均与变压模块(2)的次级线圈的一侧相连,电阻R10的一端、电阻R11的一端均与电容C6的另一端相连,电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、整流二极管D6的正极、整流二极管D7的正极均与控制模块(3)的同步整流驱动引脚SR相连;
变压模块(2)的次级线圈的另一侧、控制模块(3)的电压输出引脚VOUT、电阻R14的一端均与电阻R13的一端相连,电阻R13的另一端与电容C8的一端相连,电容C9的一端、电阻R14的另一端、电阻R15的一端、控制模块(3)的反馈引脚FB均与电容C8的另一端相连,电容C9的另一端、电阻R15的另一端均与整流二极管D6的正极相连;
电阻R12的一端与控制模块(3)的电流感应引脚JS相连,电流感应引脚JS接地,电容C10的一端、控制模块(3)的次级地引脚GND、整流二极管D6的正极均与电阻R12的另一端相连,电容C10的另一端与控制模块(3)的次级旁路引脚BPS相连,控制模块(3)的源级引脚S均与电容C11的一端相连,电容C11的另一端接地。
7.如权利要求1所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于:所述滤波模块(5)包括电容C7、电容C12、电容C13、电容C14以及电感L1,电容C7用于对变压模块(2)的输出进行第一级滤波,电感L1和电容C12、电容C13、电容C14组成LC结构,用于对变压模块(2)的输出进行第二级滤波;
电容C7的一端、电感L1的一端均与控制模块(3)的电压输出引脚VOUT相连,电容C7的另一端与次级模块(4)的整流二极管D6的正级相连,电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端均与电感L1的另一端相连,电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C14的另一端均接地。
8.如权利要求1所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于:所述放电模块(6)包括场效应管Q2、NPN三极管Q3、NPN三极管Q4、电阻R100、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19,场效应管Q2用于在导通时放电,断开时不放电;电阻R16和电阻R19用于限制场效应管Q2基极电流;电阻R17、电阻R18和NPN三极管Q3、NPN三极管Q4组成电平转换电路,用于将放电信号DISCHARGE电平幅值转换为设定低压值,且保证电路输出与放电信号DISCHARGE逻辑关系一致,当放电信号DISCHARGE为高电平时则场效应管Q2导通放电,放电信号DISCHARGE为低电平时则场效应管Q2断开不放电;电阻R100用于放电时通过发热的方式消耗电量。
9.如权利要求8所述的高压DCDC转换电路的系统,其特征在于电阻R100的一端、电阻R17的一端、电阻R18的一端均与滤波模块(5)输出的低压直流电相连,电阻R100另一端与场效应管Q2的漏极相连,场效应管Q2的源极、稳压管D8的正极、NPN三极管Q3的发射极、NPN三极管Q4的发射极均接地,稳压管D8的负极、电阻R16的一端均与场效应管Q2的栅极相连,电阻R16的另一端、电阻R17的另一端均与NPN三极管Q3的集电极相连,NPN三极管Q3的基极、电阻R18的另一端均与NPN三极管Q4的集电极相连,NPN三极管Q4的基极通过电阻R19接放电信号DISCHARGE。
10.一种高压DCDC转换电路的方法,其特征在于,它包含以下步骤:
步骤一:上电启动,高压直流电通过主级模块(1)中的电阻R1、电阻R2、电阻R3和稳压管D3,经控制模块(3)的内部电路给电容C5充电,从而启动控制模块(3)内部MOSFET,继而控制场效应管Q1的导通和关断,引起变压模块(2)的主线圈电流变化,通过电磁场作用使得变压模块(2)的辅助线圈和次级线圈产生电流,上电启动完成;
步骤二:变压模块(2)的辅助线圈产生电流后,通过主级模块(1)中的整流二极管D5和电阻R8,给控制模块(3)内部的原边电路供电,并给电容C5充电;变压模块(2)的次级线圈产生电流后,经次级模块(4)整流滤波后给控制模块(3)内部的副边电路供电,并给电容C10充电;
步骤三:次级模块(4)中的电阻R14和电阻R15组成分压网络,将变压模块(2)次级线圈的输出电压反馈到控制模块(3),控制模块(3)通过调节场效应管Q1的通断频率和占空比来控制变压模块(2)主线圈内电流变化,从而调节变压模块(2)次级线圈的输出电压,保证输出电压稳定;
步骤四:变压模块(2)输出的低压直流电,通过滤波模块(5)进行滤波,从而降低外部输入和高压DCDC转换电路的电磁干扰,减小输出的低压直流电纹波;
步骤五:当前场景不需要放电则使放电模块(6)中的放电信号DISCHARGE为低电平;当前场景需要放电时则使放电模块(6)中的放电信号DISCHARGE为高电平,此时场效应管Q2导通,电阻R100消耗次级模块(4)中输出的低压直流电的能量,通过变压模块(2)的能量传递,消耗主级模块(1)中高压直流电的能量,从而进行放电。
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