CN204068704U - 一种直流-直流变换器的高压输入端电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流-直流变换器的高压输入端电路，包括预充电路和变压器原边电路，预充电路与变压器原边电路串联连接于高压输入端电路的正极母线与负极母线之间，预充电路包括预充电阻、防反二极管和防反继电器，预充电阻和防反二极管间的串联电路与预充继电器的常开触点并联，预充继电器的线圈连接于直流-直流变换器的一对低压输出端子之间。本实用新型的预充电路可在直流-直流变换器的一对高压输入端子与动力电池接反时，阻碍电流的流动，使得直流-直流变换器在该种情况下无法启动，进而可以有效保护直流-直流变换器内部的电子元器件不被损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直流-直流变换器，尤其涉及直流-直流变换器的高压输入端电路。
背景技术
在汽车领域，高效、节能和环保的新能源汽车已经成为汽车行业的必然发展趋势之一。新能源汽车的电驱动系统主要包括电机、电机控制器、直流-直流变换器(DC-DC变换器)和减速器，其中的直流-直流变换器与传统燃油车上的发电机相似，其作用是将车上的高压电转换成低压电，支持低压电器运作。图1示出了直流-直流变换器U1的外围电气示意图，从图1中可以看到，直流-直流变换器U1的一对高压输入端子HV+，HV-与动力电池B2的正极和负极对应连接，而直流-直流变换器U1的一对低压输出端子LV+，LV-与蓄电池B1和无源负载32的正极和负极对应连接。
目前，针对直流-直流变换器进行的电压防反保护大多采用物理防护的方法，通过特定的接插件来预防，但这一单层的防护是远远不够的，如果出现动力电池B2接反，将很容易造成直流-直流变换器内部的电子元器件的损坏，影响直流-直流变换器的使用。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是为了解决现有直流-直流变换器存在的防反保护较弱的问题，提供一种具有内部防反设计的直流-直流变换器的高压输入端电路。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种直流-直流变换器的高压输入端电路，包括预充电路和变压器原边电路，所述预充电路和变压器原边电路串联连接于所述高压输入端电路的正极母线和负极母线之间，所述预充电路包括预充电阻、防反二极管和防反继电器，所述预充电阻和防反二极管串联连接，形成预充线路，所述预充继电器的常开触点与所述预充线路并联连接，所述预充继电器的线圈连接于所述直流-直流变换器的一对低压输出端子之间。
优选的是，所述预充继电器的线圈与一续流二极管并联。
优选的是，所述高压输入端电路还包括设置于所述正极母线与所述负极母线之间的高压输入侧滤波电路。
优选的是，所述高压输入侧滤波电路包括X电容和Y电容。
优选的是，所述高压输入侧滤波电路包括连接于所述正极母线和负极母线之间的三个X电容。
优选的是，所述高压输入侧滤波电路包括并联连接于所述正极母线与地线之间的第一Y电容和第三Y电容，及并联连接于所述负极母线与地线之间的第二Y电容和第四Y电容。
优选的是，所述变压器原边电路上连接有PWM控制芯片，所述PWM控制芯片的工作电压输入端口经延时电容与所述负极母线连接。
优选的是，所述高压输入端电路还包括与所述变压器原边电路并联连接的高压输出侧滤波电路。
本实用新型的有益效果为：本实用新型在直流-直流变换器的高压输入端电路的预充电路中增加与预充电阻串联的防反二极管，使得该预充电路可在直流-直流变换器的一对高压输入端子与动力电池接反时，阻碍电流的流动，进而保证直流-直流变换器在该种情况下无法启动，因此本实用新型的高压输入端电路可在出现上述反接状况时，有效保护直流-直流变换器内部的电子元器件不被损坏。
附图说明
图1示出了直流-直流变换器的部分接线示意图；
图2示出了根据本实用新型所述直流-直流变换器的高压输入端电路的一种实施方式的一部分电路结构；
图3示出了根据本实用新型所述直流-直流变换器的高压输入端电路的一种实施方式的另一部分电路结构。
附图标记说明：
U1：直流-直流变换器； B2：动力电池；
B1：蓄电池； HV+，HV-：一对高压输入端子；
LV+，LV-：一对低压输出端子； B+，B-：一对内部端子；
M1：正极母线； M2：负极母线；
FG：地线； RL1：预测继电器；
R1：预充电阻； D1：防反二极管；
D2：续流二极管； CY1：第一Y电容；
CY2：第二Y电容； CY3：第三Y电容；
CY4：第四Y电容； C1、C2、C3：X电容；
C4～C8，C21～C31：电容； C10：延时电容；
R2，R21～R25：电阻； D22，D23：整流二极管；
D21、D24、D25：二极管； ZD21、ZD22：稳压管；
Q21：开关管； IC1：PWM控制芯片；
T1：变压器； DRAIN：控制端口；
VDD：工作电压输入端口； COMP：输出端口；
OSC：晶振端口； SOURCE：接地端口；
A：原边绕组； B、C：副边绕组；
L1、L2：电感； RL1：防反继电器。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
如图1至图3所示，本实用新型的直流-直流变换器的高压输入端电路包括预充电路和连接于一对内部端子B+，B-之间的变压器原边电路，该预充电路和变压器原边电路串联连接于高压输入端电路的正极母线M1与负极母线M2之间，该正极母线M1与负极母线M2即为经高压输入端电路的一对高压输入端子HV+，HV-分别引出的连接线，在本实用新型中，该预充电路包括预充电阻R1、防反二极管D1和防反继电器RL1，该预充电阻R1和防反二极管D1串联连接，形成预充线路，该预充线路与预充继电器RL1的常开触点并联连接，而预充继电器RL1的线圈连接于直流-直流变换器的一对低压输出端子LV+，LV-之间，在此，本领域技术人员应当清楚的是，防反二极管D1根据其作用应该按照高压输入端电路中电流的流向正向连接于高压输入端电路中。
本实用新型的高压输入端电路的工作原理为：在直流-直流变换器U1上电后，即一对高压输入端子HV+，HV-与动力电池B2之间的连接导通后，动力电池B2通过一对高压输入端子HV+，HV-，经过预充电路的预充电阻R1和防反二极管D1为变压器原边电路供电，当在如图3所示的变压器T1的作用下，使得变压器副边电路经一对低压输出端子LV+，LV-输出例如是12V的低压直流电时，预充继电器RL1的线圈得电，使得预充继电器RL1的常开触点闭合，此时，预充电阻R1和防反二极管D1被短路，使得变压器原边电路直接连接于正极母线M1与负极母线M2之间，增加输入至变压器原边电路的电压及电流，至此完成对变压器原边电路的预充操作。由此可见，如果一对高压输入端子HV+，HV-与动力电池B2反接，整个高压输入端电路将在防反二极管D1的作用下截止，无法进行上述预充操作，进而可以在发生该种反接状况时，有效保护直流-直流变换器的内部电子元器件不被损坏。
在直流-直流变换器中，为了利用变压器T1进行直流电压的转换，如图3所示，需要在变压器原边电路上连接PWM控制芯片IC1，以通过PWM控制芯片产生PWM波，进而使变压器T1的原边绕组A产生交变电流，实现电压转换。为了可以定制进行上述预充操作的预充时间，在本实用新型中，使PWM控制芯片IC1的工作电压输入端口VDD经延时电容C10与所负极母线M1连接。这样，在动力电池B2通过一对高压输入端子HV+，HV-，经过预充电路的预充电阻R1和防反二极管D1为变压器原边电路供电时，电流将经PWM控制芯片IC1的控制端口DRAIN输入至PWM控制芯片IC1的内部，进而启动PWM控制芯片IC1内部的恒流源，使恒流源通过工作电压输入端口VDD以恒定的电流向延时电容C10充电，等到延时电容C10的电压上升至PWM控制芯片的启动电压(例如是8V)时，PWM控制芯片IC1开始工作，进而经输出端口COMP输出PWM波控制开关管Q21按照特定规律导通和截止，变压器T1的原边绕组A开始产生交变电流，变压器T1的副边绕组B及可根据需要配置的副边绕组C将产生电动势，使得以副边绕组B为电源的变压器副边电路在整流二极管D22的作用下，经一对低压输出端子LV+，LV-输出例如是12V的低压直流电，此时因预测继电器RL的线圈得电而完成相应的预充操作，及使得以副边绕组C为电源的变压器副边电路在整流二极管D23的作用下，输出例如是15V的低压直流电。由此可见，在本实用新型中，通过选择预充电容C10的电容值即可获得所定制的预充时间。
为了防止预充继电器RL1的线圈在失电瞬间产生电弧，在本实用新型中，如图2所示，使预充继电器RL1的线圈与一续流二极管D2并联，以在预充继电器RL1的线圈失电时可以通过续流二极管释放残余电动势，消除电弧，在此本领域技术人员应当清楚的是，续流二极管D2根据其作用应该反接于一对低压输出端子LV+，LV-之间。
为了消除外界信号对高压输入端电路的高压输入侧造成的干扰，本实用新型的高压输入端电路还可包括设置于正极母线M1与负极母线M2之间的高压输入侧滤波电路。该高压输入侧滤波电路可根据干扰信号的性质包括用于消除差模干扰的X电容和用于消除共模干扰的Y电容。该高压输入侧滤波电路可根据实际使用需要具体包括连接于正极母线M1和负极母线M2之间的三个X电容C1、C2、C3。该高压输入侧滤波电路可根据实际使用需要具体包括并联连接于正极母线M1与地线FG之间的第一Y电容CY1和第三Y电容CY2，及并联连接于负极母线M2与地线FG之间的第二Y电容CY2和第四Y电容CY4。
为了使经一对高压输入端子HV+，HV-输出至变压器原边电路的电压更加稳定，如图2所示，本实用新型的高压输入端电路还可包括与变压器原边电路并联连接的高压输出侧滤波电路，该高压输出侧滤波电路在如图2所示的实施例中包括并联连接于一对内部端子B+，B-之间的电容C4、电容C5和电容C6，及串联连接于一对内部端子B+，B-之间的电容C7和电容C8。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种直流-直流变换器的高压输入端电路，包括预充电路和变压器原边电路，所述预充电路和变压器原边电路串联连接于所述高压输入端电路的正极母线和负极母线之间，其特征在于，所述预充电路包括预充电阻、防反二极管和防反继电器，所述预充电阻和防反二极管串联连接，形成预充线路，所述预充继电器的常开触点与所述预充线路并联连接，所述预充继电器的线圈连接于所述直流-直流变换器的一对低压输出端子之间。
2.根据权利要求1所述的高压输入端电路，其特征在于，所述预充继电器的线圈与一续流二极管并联。
3.根据权利要求1所述的高压输入端电路，其特征在于，所述高压输入端电路还包括设置于所述正极母线与所述负极母线之间的高压输入侧滤波电路。
4.根据权利要求3所述的高压输入端电路，其特征在于，所述高压输入侧滤波电路包括X电容和Y电容。
5.根据权利要求4所述的高压输入端电路，其特征在于，所述高压输入侧滤波电路包括连接于所述正极母线和负极母线之间的三个X电容。
6.根据权利要求4所述的高压输入端电路，其特征在于，所述高压输入侧滤波电路包括并联连接于所述正极母线与地线之间的第一Y电容和第三Y电容，及并联连接于所述负极母线与地线之间的第二Y电容和第四Y电容。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的高压输入端电路，其特征在于，所述变压器原边电路上连接有PWM控制芯片，所述PWM控制芯片的工作电压输入端口经延时电容与所述负极母线连接。
8.根据权利要求7所述的高压输入端电路，其特征在于，所述高压输入端电路还包括与所述变压器原边电路并联连接的高压输出侧滤波电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN109950869A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电源防错接电路、装置、用电设备及其电源防错接方法 |
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2014
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