CN201118443Y - 电动车用直流直流转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车用直流直流转换器，其可以将电动车控制器直流供电较高电压转换成电路适合的较低电压。该转换器包含启动电路、驱动电路、正反馈电路、负反馈电路、储能及续流电路六个主要部分，其输出侧接输出滤波电容。整个电路结构较简单，转换效率较高，较易于实现。

Description

电动车用直流直流转换器

一、技术领域

本实用新型涉及一种电路，具体是一种电动车(包括电动自行车和电动摩托车)中电机控制器内使用的直流直流转换器。

二、背景技术

目前，在交通工具领域，随着市场需求的变化，采用电力驱动的电动车(包括电动自行车和电动摩托车)已取代传统人力自行车成为市场的主流，电动车的年销售增量远远大于自行车。与此同时，各电动车生长厂家间的竞争也日趋激烈，电动车的技术更新也在不断进行，这时产品的性能及价格因数成了市场取胜的关键，所以，越来越多功率更大的电动车被推向市场。由于市场需要更大动力的电动车，电动车工作电压随之越来越高，以前电动车工作电压是一般在24V~36V，目前48V甚至60V或更高电压的电动车都已经开发出来，但基本都是采用传统的78系列线性稳压器降压，这种电路电压越高效率越低，电路自身功耗加大，温度上升，也有采用复杂的开关电源电路或专用芯片来降压，但这种电路成本高，不适合在电动车上推广，如何解决应用高电压和生产低成本之间的矛盾，是现阶段各电动车生产厂家之间都急待解决的问题。

三、发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述技术问题而提供一种成本低，电路简单，容易大批量生产的电动车用直流直流转换器。

本实用新型所述的一种电动车用直流直流转换器，其特征是：电流输入端分两路，一路通过一电阻和正反馈二极管连接第一驱动电路三极管的基极，另一路通过电容连接第二驱动电路三极管的集电极，第一驱动电路三极管的发射极接地，其集电极通过一电阻连接第二驱动电路三极管的基极；正反馈二极管的阴极同时连接负反馈三极管的集电极，负反馈三极管的发射极接地；第二驱动电路三极管的发射极一路通过正反馈电容连接正反馈二极管的阳极，另一路连接续流二极管的阴极，续流二极管的阳极接地；第三路经电感至输出端；输出端与接地之间并联有一个续流电容及两个分压电阻，负反馈三极管的基极连接两个分压电阻之间。

在电路的输入端可以加入一个反向保护二极管，主要作用是保护第二驱动电路三极管不会被反向电压击穿；

在电路的输入端与负反馈三极管的基极可以加入一个负反馈电阻，主要起负反馈作用，使电路输出电压基本和输入电压无关，输出电压能保持在一个较稳定的电压，没有这个电阻的时候电路输出电压随电路输入电压上升有轻微上升。

在第二驱动电路三极管的集电极和基极之间加入一个电阻，可以加快第二驱动电路三极管的关断速度；

在正反馈电容与正反馈二极管的阳极之间、第一驱动电路三极管的基极前加入分别加入一个电阻，可以减小正反馈。

在正反馈二极管的阴极与负反馈三极管的集电极之间加入一个电阻，负反馈三极管的基极前加入一个电阻，而另一电阻一端连接两个分压电阻之间，另一端连接前一电阻和正反馈电阻之间，可以减小负反馈。

此外，本实用新型还有另一种技术方案，其与第一方案基本相同，只是将图1电路中的分压电阻R5用稳压管代替，可以使输出电压受温度变化影响更小。

下面以图1为依据说明电路的工作原理：当输入端VIN加上适当电压后，电流通过R2、D2流向三极管N1的基极，因为这时电路没有输出电压，负反馈还没有，所以三极管N1导通，通过R4拉低P沟道三极管P1的基极，三极管P1导通，这时C1偶合高电平信号通过D2继续加深N1的导通(正反馈)，三极管P1输出较大电流通过电感I1到输出端，电容E1对输出电流滤波，当输出电压VOUT达到电路设定的电压，R5、R6连接点电压大于三极管N2的导通电压的时候，负反馈起作用，N2导通，拉低N1基极电压，N1截止，P1也同时截止，这时主电路通过D3、I1续流，当续流低于工作电流的时候，输出端VOUT开始下降，当下降到N2不能导通的电压时候，电路再次靠启动电路重新工作，如此以一定的工作频率循环工作，给输出提供合适的电源。

本新型实用专利电路采用RCC电源设计思路，模块化使用在电动车上，具有成本低，电路简单，容易大批量生产的优点，具有较大的经济和社会价值。

四、附图说明

图1是本实用新型基本电路图；

图2是本实用新型实施例1的电路图；

图3是本实用新型实施例2的电路图；

图4是本实用新型实施例3的电路图。

图中：

1、VIN表示输入电压；2、VOUT表示输出电压；3、GND表示电源输入输出地线；4、Dx(如D2)表示二极管；5、P1表示P沟道的三极管；6、N1、N2表示N沟道三极管；7、Rx(如R5)表示电阻；8、C1表示较小容量电容；9、E1表示较大容量电容；10、I1表示电感；11、Z1表示稳压管。

五、具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种电动车用直流直流转换器，其基本电路如下：电流输入端分两路，一路通过一电阻R2和正反馈二极管D2连接第一驱动电路三极管N1的基极，另一路连接第二驱动电路三极管P1的集电极，第一驱动电路三极管N1的发射极接地，其集电极通过一电阻R4连接第二驱动电路三极管P1的基极；正反馈二极管D2的阴极同时连接负反馈三极管N2的集电极，负反馈三极管N2的发射极接地；第二驱动电路三极管P1的发射极一路通过正反馈电容C1连接正反馈二极管D2的阳极，另一路连接续流二极管D3的阴极，续流二极管D3的阳极接地；第三路经电感I1至输出端；输出端与接地之间并联有一个续流电容E1及两个分压电阻R5、R6，负反馈三极管N2的基极连接两个分压电阻R5、R6之间。

电路结构说明：(见图1)

1、启动电路：R2、D2

2、驱动电路：P1、R4、N1

3、正反馈电路：C1、D2

4、负反馈电路：R5、R6、N2

5、储能及续流电路：I1、D3、E1

实施例1：

如图2所示，在图1基本电路的基础上，在电路的输入端可以加入一个反向保护二极管(D1)、其位置可以在图2位置或A、B、C位置都可以。在电路的输入端与负反馈三极管N2的基极加入一个正反馈电阻R1。在第二驱动电路三极管P1的集电极和基极之间加入一个电阻R3。为减小正反馈，在电路的正反馈电容C1和正反馈二极管D2的阳极间、第一驱动电路三极管(N1)的基极前分别加入一个减小正反馈的电阻R7和R8。为减小负反馈，在正反馈二极管D2的阴极与负反馈三极管N2的集电极之间加入一个电阻R9，负反馈三极管N2的基极前加入一个电阻R11，另一电阻R10一端连接两个分压电阻R5、R6之间，另一端连接电阻R11和正反馈电阻R1之间。

实施例2：

如图3所示，在图1基本电路的基础上，启动电路可以单独用一路电压VIN1，功率驱动电路电源可以用另外一路VIN2。2路供电都可以用二极管D4隔开，以免器件反向击穿；此外，图3中的电路也可以加上图2附加功能的电路。

实施例3：

图4是用稳压管Z1代替图1中的分压电阻R5的一个实施例，其工作方式与前两个相同，稳压管Z1替换分压电阻R5可以使输出电压受温度变化影响更小。

本实用新型是一种电动车用直流直流转换器，主要应用于电动自行车和电动摩托车电机控制器的内部用电，其所保护的范围不限于上述实施例的内容，凡是在电动自行车和电动摩托车里使用此电路或原理与本电路类似的电路都落入本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1、一种电动车用直流直流转换器，其特征是：电流输入端分两路，一路通过一电阻(R2)和正反馈二极管(D2)阳极连接，二极管(D2)的阴极连接到第一驱动电路三极管(N1)的基极，另一路正反馈电流输入提高接在二极管阳极的电容(C1)连接到第二驱动电路三极管(P1)的集电极，第一驱动电路三极管(N1)的发射极接地，其集电极通过一电阻(R4)连接第二驱动电路三极管(P1)的基极；正反馈二极管(D2)的阴极连接负反馈三极管(N2)的集电极，负反馈三极管(N2)的发射极接地；第二驱动电路三极管(P1)的发射极一路通过正反馈电容(C1)连接正反馈二极管(D2)的阳极，另一路连接续流二极管(D3)的阴极，续流二极管(D3)的阳极接地；第三路经电感(I1)至输出端；输出端与接地之间并联有一个续流电容(E1)及两个分压电阻(R5、R6)，负反馈三极管(N2)的基极连接两个分压电阻(R5、R6)之间。

2、根据权利要求1所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在电路的输入端加入一个反向保护二极管(D1)。

3、根据权利要求1所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在第二驱动电路三极管(P1)的发射极加入一个反向保护二极管(D1)。

4、根据权利要求1或2所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在电路的输入端与负反馈三极管(N2)的基极加入一个起负反馈作用的电阻(R1)。

5、根据权利要求1或2所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在第二驱动电路三极管(P1)的集电极和基极之间加入一个电阻(R3)。

6、根据权利要求1或2所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在电路的正反馈电容(C1)和正反馈二极管(D2)的阳极间加入一个减小正反馈的电阻(R7)，在第一驱动电路三极管(N1)的基极加入一个减小正反馈的电阻(R8)。

7、根据权利要求3所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在正反馈二极管(D2)的阴极与负反馈三极管(N2)的集电极之间加入一个电阻(R9)，负反馈三极管(N2)的基极前加入一个电阻(R11)，另一电阻(R10)一端连接两个分压电阻(R5、R6)之间，另一端连接电阻(R11)和正反馈电阻(R1)之间。

8、一种电动车用直流直流转换器，其特征是：电流输入端分两路，一路通过一电阻(R2)和正反馈二极管(D2)阳极连接，二极管(D2)的阴极连接到第一驱动电路三极管(N1)的基极，另一路正反馈电流输入提高接在二极管阳极的电容(C1)连接到第二驱动电路三极管(P1)的集电极，第一驱动电路三极管(N1)的发射极接地，其集电极通过一电阻(R4)连接第二驱动电路三极管(P1)的基极；正反馈二极管(D2)的阴极连接负反馈三极管(N2)的集电极，负反馈三极管(N2)的发射极接地；第二驱动电路三极管(P1)的发射极一路通过正反馈电容(C1)连接正反馈二极管(D2)的阳极，另一路连接续流二极管(D3)的阴极，续流二极管(D3)的阳极接地；第三路经电感(I1)至输出端；输出端与接地之间并联有一个续流电容(E1)及相互串联的一个稳压管(Z1)和一个分压电阻(R6)，负反馈三极管(N2)的基极连接稳压管(Z1)和分压电阻(R6)之间。

9、根据权利要求8所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在电路的输入端加入一个反向保护二极管(D1)。

10、根据权利要求8所述的电动车用直流直流转换器，其特征是：在第二驱动电路三极管(P1)的发射极加入一个反向保护二极管(D1)。

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