CN208112507U - 一种具有12v常输出功能的电动车专用的dc-dc12v25a转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC‑DC12V25A转换器，包括主电路和控制电路，两个电路采用独立的电路板，实现两者的灵活插接，其中一个电路板出现故障，可以方便更换和排查，不需换掉整个电路板，检修、安装方便，节省工料，提高生产效率；能够实现过流保护，短路保护，低压保护，输出超压保护的功能；主电路能够实现12V常输出功能和电门锁功能，储能以及输出超压保护，控制电路在电路中起到稳压作用；所述控制电路由控制芯片、稳压电路、振荡电路和脉冲输出电路组成，将电动车蓄电池的电压转换成12V，为电动车上的照明灯具，仪表，喇叭，刮雨器，灯光指示，风扇，收音机，倒车影像等提供额定的工作电压。

Description

一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器

技术领域

本实用新型涉及一种具有将电动车蓄电池组的DC高电压转换成DC 12V低电压的转换器，用来给整车的照明系统，信号指示系统，以及各种辅助电器提供额定的工作电压，属于电路技术领域。具体为一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器。

背景技术

目前市面上的一些高配全封闭式电动三轮车，微型四轮车具有中控锁功能，此功能要求转换器具有一路是12V常输出，用于给整车的中控锁系统提供不间断的工作电源；一路受电门锁控制12V输出，用于给整车的其他低压用电器提供工作电源；且输出功率要足，稳压效果要好，负载能力要强，不易损坏，不易烧负载。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，一路12V常输出，一路受控于电门锁控制。它是将电动车蓄电池的电压如48V，60V，64V，72V等转换成12V，为电动车上的照明灯具，仪表，喇叭，刮雨器，灯光指示，风扇，收音机，倒车影像等12V低压用电器提供额定的工作电压。同时还能够给整车的中控锁系统提供不间断的工作电源。且能够实现过流保护，短路保护，低压保护，输出超压保护的功能。并且主电路和控制电路分别采用独立的电路板，实现两者的灵活插接，当其中一个电路板出现故障，可以方便更换和排查，不需换掉整个电路板，检修、安装方便，节省工料，提高生产效率。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，包括主电路和控制电路，两个电路采用独立的电路板；主电路能够实现12V常输出功能和电门锁功能，储能以及输出超压保护，控制电路在电路中起到稳压作用；所述控制电路由控制芯片、稳压电路、振荡电路和脉冲输出电路组成；其特征是，所述主电路包括电源输入端和电源输出端，且电源输入端和输出端均连接有滤波元件；输入电源一路通过控制芯片的启动电阻连接控制芯片的VCC脚，为接控制芯片提供启动电压，同时通过快恢复二极管输出稳定的+12V工作电压，给控制模组提供工作电源，配合主电路，从而实现12V常输出功能；另一路上接入一NMOS管、滤波电容、肖特基二极管、储能电感和过流检测电阻；所述滤波电容的正极和NMOS管的漏极均与输入电源的正极连接；NMOS管的源极与过流检测电阻连接，并通过过流检测电阻连接控制芯片的ISENSE脚，同时通过康铜丝分别连接储能电感以及肖特基二极管，且肖特基二极管与储能电感连接，储能电感的另一端分别连接输出滤波电容和瞬态抑制二极管，输出滤波电容的正极和瞬态抑制二极管的阴极相连，同时又与一个DMS功能开关三极管的漏极相连接；所述实现电门锁功能的电路包括整流二极管，稳压二极管和三个电阻，电容和DMS功能开关三极管；DMS功能开关三极管的漏极连接于12V常输出端；其中一个电阻和稳压二极管并联后，一端接入DMS功能开关三极管的栅极，一端接输入DMS功能开关三极管的源极，其主要作用是保护DMS功能开关三极管的栅极，从而保护DMS功能开关三极管不损坏；另一个电阻与电容并联后，一端接入DMS功能开关三极管的源极，一端接地；输入电源经整流二极管与第三个电阻串联后进入DMS功能开关三极管的栅极，为DMS功能开关三极管提供高电平信号，使DMS功能开关三极管导通，实现电门锁控制输出12V功能。

所述稳压电路由稳压模块，两个调压电阻、光耦合器和负载电阻组成，并与控制芯片的COMP脚和VFB脚连接，稳压模块为VFB脚提供2.5V基准电压，当输出电压过低或过高时，稳压模块和两个调压电阻共同作用提供取样电压，通过光耦合器反馈与控制芯片的VFB脚中的2.5V基准电压比较后控制NMOS管的导通脉宽，从而使输出电压稳定，确保转换器在满负载25A的情况下，输出电压仍然不低于12V。

所述振荡电路由电阻和电容组成，并与控制芯片的RT-CT脚相连接。

所述控制芯片的OUTPUT脚输出脉冲，分别通过电阻与NMOS管的栅极相连接驱动NMOS管工作，当NMOS管导通后输出电流通过经滤波电容滤波后向负载供电；当负载发生短路或超过设定的最大允许电流时，控制芯片的ISENSE脚电压上升，通过控制芯片内部调整OUTPUT脚的输出脉冲，使NMOS管截止，保护NMOS管不损坏，形成过流保护电路；当NMOS管截止时，储能电感形成储能电路，将磁能转变为电能，其极性左负右正，肖特基二极管导通形成续流电路，继续向负载供电，使负载得到平滑的直流电；当输出电压高于设定的最大允许输出电压时，瞬态抑制二极管反向击穿损坏，形成输出超压保护电路；使转换器输出电压几乎为零，以此保护负载不损坏。

所述输入电源滤波电容、输出电源滤波电容，肖特基二极管均采用至少两个并联的方式接入电路。

所述储能电感为环形储能电感。

所述控制芯片的型号为YW/UTC3845E，设置在控制模组中。

所述主电路设有控制模组设有六个脚，包括第1脚OUTPUT，第2脚+VCC，第3脚ISENSE，第4脚GROUND，第5脚OUT+12V，第6脚GND。所述控制电路设有与控制模组相应的六个端子，实现主电路与控制电路的连接。

所述控制芯片设有八个脚，包括第1脚COMP，第2脚VFB，第3脚ISENSE，第4脚RT/CT，第5脚GROUND，第6脚OUTPUT，第7脚VCC，第8脚VREF。

本实用新型的有益效果是：它是将电动车蓄电池的电压如48V，60V，64V，72V等转换成12V，为电动车上的照明灯具，仪表，喇叭，刮雨器，灯光指示，风扇，收音机，倒车影像等12V低压用电器提供额定的工作电压。同时还能够给整车的中控锁系统提供不间断的工作电源。且能够实现过流保护，短路保护，低压保护，输出超压保护的功能。并且主电路和控制电路分别采用独立的电路板，实现两者的灵活插接，当其中一个电路板出现故障，可以方便更换和排查，不需换掉整个电路板，检修、安装方便，节省工料，提高生产效率。

附图说明

图1为主电路的电路图。

图2为控制电路的电路图。

图中，U1.控制芯片，U2.光耦合器，U3.稳压模块，U4.控制模组，D2.瞬态抑制二极管，D3.整流二极管，D4.稳压二极管，C1-C9.电容，Q1.DMS功能开关三极管，Q2.NMOS管，L1.储能电感，Q3、Q4.肖特基二极管， R1.启动电阻，R2.过流检测电阻，R3 -R10电阻，KT1、KT2.康铜丝。

具体实施方式

如附图1所示，主电路的电源输入端输入48-72V直流电，其中一路通过控制芯片U1的启动电阻R1连接控制芯片U1的VCC脚，为控制芯片U1提供启动电压；连接并联的两个电容C5（主电路）和C5（控制电路），为进入控制芯片U1的电源滤波，为控制芯片U1提供稳定的工作电压；电源输入端还与输入电源滤波电容C1、C2的正极以及NMOS管Q2的漏极连接，电源滤波电容C1、C2的负极接地； NMOS管Q2的栅极通过电阻R3连接控制芯片U1的第6脚。 NMOS管Q2的源极与过流检测电阻R2连接，并通过过流检测电阻R2连接控制芯片U1的第3脚，同时通过康铜丝KT1、KT2分别连接储能电感L1以及肖特基二极管Q3、Q4的阴极，且肖特基二极管Q3、Q4与储能电感L1连接，储能电感L1的另一端分别连接电源输出滤波电容C3、C4的正极和瞬态抑制二极管D2的阴极；电源输出滤波电容C3、C4的负极和瞬态抑制二极管D2的阳极接地。本电路之所以采用康铜丝连接，主要是作用有两点：一是转换器输出的电流过大，PCB长时间是无法承受这么大的电流的，二是使电流取样更精准，使过流保护更准确。

所述电门锁功能电路包括整流二极管D3，稳压二极管D4，电阻R3、R4、R5，电容C6和DMS功能开关三极管Q1；DMS功能开关三极管Q1的漏极连接于12V常输出端，电阻R5和稳压二极管D4并联后，一端接入DMS功能开关三极管Q1的栅极，一端接输入DMS功能开关三极管Q1的源极，其主要作用是保护DMS功能开关三极管Q1的栅极，从而保护DMS功能开关三极管Q1不损坏；电阻R4与电容C6并联后，一端接入DMS功能开关三极管Q1的源极，一端接地；输入电源经整流二极管D3与电阻R3串联后进入DMS功能开关三极管Q1的栅极，为DMS功能开关三极管Q1提供高电平信号，使DMS功能开关三极管Q1导通；实现电门锁控制输出12V功能。

如图2所示，控制芯片U1的第3脚和第8脚连接，电路上设置内部调节电阻R6；第3脚和第6脚之间形成回路，回路上串联电阻R4和电容C4；控制芯片U1的第1脚和第2脚之间设置电容C8，第2脚和第3脚之间设置电容C7。

所述稳压电路由稳压模块U3，调压电阻R7、R8，光耦合器U2和负载电阻R10组成，稳压模块U3的第1脚通过调压电阻R8和R7分压后连接转换器的电压输出端，第2脚接地，第3脚通过光耦合器U2为控制芯片U1的第2脚提供2.5V基准电压，光耦合器U2的受光器的两脚分别连接控制芯片U1的第1脚和第2脚，发光器的一脚通过电阻R9接地，另一脚分别连接电容C9和稳压模块U3的第3脚；当输出电压过低或过高时，稳压模块U3和调压电阻R7、R8共同作用提供取样电压，通过光耦合器U2反馈与控制芯片U1的第2脚中的2.5V基准电压比较后控制NMOS管Q2的导通脉宽，从而使输出电压稳定，确保转换器在满负载10A的情况下，输出电压仍然不低于12V；电阻R5和电容C6组成控制芯片U1的振荡电路，并与U1的第4脚相连接；控制芯片U1的第6脚输出脉冲，分别通过电阻R3、R4与NMOS管Q2的栅极相连接驱动NMOS管Q2工作，当NMOS管Q2导通后输出电流通过L1经滤波电容C3,C4滤波后向负载供电；当负载发生短路或超过设定的最大允许电流时，控制芯片U1的第3脚电压上升，通过控制芯片U1内部调整第6脚的输出脉冲，使NMOS管Q2截止，保护NMOS管Q2不损坏，形成过流保护电路；当NMOS管Q2截止时，储能电感L1形成储能电路，将磁能转变为电能，其极性左负右正，肖特基二极管Q3、Q4导通形成续流电路，继续向负载供电，使负载得到平滑的直流电；当输出电压高于设定的最大允许输出电压时，瞬态抑制二极管D2反向击穿损坏，形成输出超压保护电路；使转换器输出电压几乎为零，以此保护负载不损坏。

Claims (7)

1.一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，包括主电路和控制电路，两个电路采用独立的电路板；主电路能够实现12V常输出功能和电门锁功能，储能以及输出超压保护，控制电路在电路中起到稳压作用；所述控制电路由控制芯片、稳压电路、振荡电路和脉冲输出电路组成；其特征是，所述主电路包括电源输入端和电源输出端，且电源输入端和输出端均连接有滤波元件；输入电源一路通过控制芯片的启动电阻连接控制芯片的VCC脚，为接控制芯片提供启动电压，同时通过快恢复二极管输出稳定的+12V工作电压，给控制模组提供工作电源，配合主电路，从而实现12V常输出功能；

另一路上接入一NMOS管、滤波电容、肖特基二极管、储能电感和过流检测电阻；所述滤波电容的正极和NMOS管的漏极均与输入电源的正极连接；NMOS管的源极与过流检测电阻连接，并通过过流检测电阻连接控制芯片的ISENSE脚，同时通过康铜丝分别连接储能电感以及肖特基二极管，且肖特基二极管与储能电感连接，储能电感的另一端分别连接输出滤波电容和瞬态抑制二极管，输出滤波电容的正极和瞬态抑制二极管的阴极相连，同时又与一个DMS功能开关三极管的漏极相连接；

所述实现电门锁功能的电路包括整流二极管，稳压二极管和三个电阻，电容和DMS功能开关三极管；DMS功能开关三极管的漏极连接于12V常输出端；其中一个电阻和稳压二极管并联后，一端接入DMS功能开关三极管的栅极，一端接输入DMS功能开关三极管的源极，其主要作用是保护DMS功能开关三极管的栅极，从而保护DMS功能开关三极管不损坏；另一个电阻与电容并联后，一端接入DMS功能开关三极管的源极，一端接地；输入电源经整流二极管与第三个电阻串联后进入DMS功能开关三极管的栅极，为DMS功能开关三极管提供高电平信号，使DMS功能开关三极管导通，实现电门锁控制输出12V功能。

2.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，其特征在于，所述稳压电路由稳压模块，两个调压电阻、光耦合器和负载电阻组成，并与控制芯片的COMP脚和VFB脚连接，稳压模块为VFB脚提供2.5V基准电压，当输出电压过低或过高时，稳压模块和两个调压电阻共同作用提供取样电压，通过光耦合器反馈与控制芯片的VFB脚中的2.5V基准电压比较后控制NMOS管的导通脉宽，从而使输出电压稳定，确保转换器在满负载25A的情况下，输出电压仍然不低于12V。

3.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，其特征在于，所述振荡电路由电阻和电容组成，并与控制芯片的RT-CT脚相连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，其特征在于，所述控制芯片的OUTPUT脚输出脉冲，分别通过电阻与NMOS管的栅极相连接驱动NMOS管工作，当NMOS管导通后输出电流通过经滤波电容滤波后向负载供电；当负载发生短路或超过设定的最大允许电流时，控制芯片的ISENSE脚电压上升，通过控制芯片内部调整OUTPUT脚的输出脉冲，使NMOS管截止，保护NMOS管不损坏，形成过流保护电路；当NMOS管截止时，储能电感形成储能电路，将磁能转变为电能，其极性左负右正，肖特基二极管导通形成续流电路，继续向负载供电，使负载得到平滑的直流电；当输出电压高于设定的最大允许输出电压时，瞬态抑制二极管反向击穿损坏，形成输出超压保护电路；使转换器输出电压几乎为零，以此保护负载不损坏。

5.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，其特征在于，所述输入电源滤波电容、输出电源滤波电容，肖特基二极管均采用至少两个并联的方式接入电路。

6.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，其特征在于，所述储能电感为环形储能电感。

7.根据权利要求1所述的一种具有12V常输出功能的电动车专用的DC-DC12V25A转换器，其特征在于，所述控制芯片的型号为YW/UTC3845E，设置在控制模组U4中。