CN208369473U - 一种车载dcdc变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载DCDC变换器，包括：电压转换电路，所述电压转换电路包括：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电感、第二电感、第二电容和第三电容；所述第一MOS管的漏极连接电压输入端的正极，第一MOS管的源极连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接电压输入端的负极，第三MOS管的漏极连接第一MOS管的漏极，第三MOS管的源极连接第四MOS管的漏极；通过本实用新型的电压转换电路，只需要改变两个MOS管的占空比之差就可以实现对输出电压进行宽范围的调节目的，同时该电压转换电路构成了双向H桥电路，通过这样的结构可以扩大变换器的容量，以便适用于不同容量需求；且该电压转换电路结构简单，成本低廉，控制灵敏，电路稳定性强。

Description

一种车载DCDC变换器

技术领域

本实用新型属于变换器技术领域，具体涉及一种车载DCDC变换器。

背景技术

车载DCDC变换器将电动汽车配置的动力电池标称输出(一般在300V左右)直流电压变换为可变的直流电压，现已广泛应用于电机驱动或辅助驱动汽车的二次电源模块中，车载DCDC变换器是一种电压变换装置，其主要用途为在整车电气构架下的不同车载电网系统中实现电压变换和匹配。

通过在车载上使用电压转换电路，在正常使用时，将电动汽车高压电池能量转换为低压给低压电池充电，在车灯、GPS、收音机和雨刮器等地方使用，也可以在高压电池失效时将低压电池能量转换为高压电，供应急系统等使用，实现能量的双向传递，但现有的电压转换电路在输入侧和输出侧电压差较大时，难以在PWM占空比很小时对其进行精确的调节，因此设计一款对输出侧电压精确调节的电压转换电路是十分有必要的。

实用新型内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本实用新型公开了一种车载DCDC变换器，能对输出侧电压进行精确调节，且可实现宽范围的电压输出。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种车载DCDC变换器，包括：电压转换电路，所述电压转换电路包括：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电感、第二电感、第二电容和第三电容；所述第一MOS管的漏极连接电压输入端的正极，第一MOS管的源极连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接电压输入端的负极，第三MOS管的漏极连接第一MOS管的漏极，第三MOS管的源极连接第四MOS管的漏极，第四MOS管的源极连接第三MOS管的源极，第一MOS管和第二MOS管的公共端连接第一电感的第一端，第一电感的第二端为电压输出端的正极，第三MOS管和第四MOS管的公共端连接第二电感的第一端，第二电感的第二端为电压输出端的负极，第一电感的第二端通过第三电容连接第四MOS管的源极，第二电感的第一端通过第二电容连接第四MOS管的源极，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极均连接外围的驱动电路；

所述第一MOS管的漏极还连接第一二极管的阴极，第一MOS管的源极还连接第一二极管的阳极；第二MOS管的漏极还连接第二二极管的阴极，第二MOS管的源极还连接第二二极管的阳极；第三MOS管的漏极还连接第三二极管的阴极，第三MOS管的源极还连接第三二极管的阳极；第四MOS管的漏极还连接第四二极管的阴极，第四MOS管的源极还连接第四二极管的阳极。

优选地，所述电压输入端的两端还并联连接有第一电容。

优选地，所述电压转换电路的电流输出端还连接有检测电路，检测电路包括：第一电阻、第四电容、第二电阻、第五电容、第三电阻、第四电阻、比较器、外接电源和单片机；所述第一电阻的第一端连接电流输出端，第一电阻的第二端接地，电流输出端还连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接比较器的同相输入端，第一电阻两端并联连接第四电容，第二电阻的第二端通过第五电容接地，外接电源和地之间串联连接有第三电阻和第四电阻，第三电阻和第四电阻的公共端连接比较器的反相输入端，比较器的电源端连接外接电源，比较器的接地端接地，比较器的输出端连接单片机的输入端，单片机与驱动电路控制连接。

优选地，所述比较器的输出端还连接第五二极管的阳极，第五二极管的阴极连接单片机的输入端。

优选地，所述比较器采用的芯片型号为LM193。

本实用新型的有益效果是：通过本实用新型的电压转换电路，只需要改变两个MOS管的占空比之差就可以实现对输出电压进行宽范围的调节目的，同时该电压转换电路构成了双向H桥电路，通过这样的结构可以扩大变换器的容量，以便适用于不同容量需求；且该电压转换电路结构简单，易于搭建，成本低廉，控制灵敏，电路稳定性强。

附图说明

图1是本实用新型所述电压转换电路的电路原理图。

图2是本实用新型所述检测电路的电路原理图。

附图标记：C1-第一电容，Q1-第一MOS管，Q2-第二MOS管，Q3-第三MOS管，Q4-第四MOS管，L1-第一电感，L2-第二电感，C2-第二电容，C3-第三电容，UI-电压输入端，U0-电压输出端，D1-第一二极管，D2-第二二极管，D3-第三二极管，D4-第四二极管，A-电流输出端，R1-第一电阻，C4-第四电容，R2-第二电阻，C5-第五电容，R3-第三电阻，R4-第四电阻，U-比较器，VCC-外接电源，D5-第五二极管。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种车载DCDC变换器，包括：电压转换电路，所述电压转换电路包括：第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第一电感L1、第二电感L2、第二电容C2和第三电容C3；所述第一MOS管Q1的漏极连接电压输入端UI的正极，第一MOS管Q1的源极连接第二MOS管Q2的漏极，第二MOS管Q2的源极连接电压输入端UI的负极，第三MOS管Q3的漏极连接第一MOS管Q1的漏极，第三MOS管Q3的源极连接第四MOS管Q4的漏极，第四MOS管Q4的源极连接第三MOS管Q3的源极，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的公共端连接第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端为电压输出端U0的正极，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的公共端连接第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端为电压输出端U0的负极，第一电感L1的第二端通过第三电容C3连接第四MOS管Q4的源极，第二电感L2的第一端通过第二电容C2连接第四MOS管Q4的源极，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的栅极均连接外围的驱动电路；

所述第一MOS管Q1的漏极还连接第一二极管D1的阴极，第一MOS管Q1的源极还连接第一二极管D1的阳极；第二MOS管Q2的漏极还连接第二二极管D2的阴极，第二MOS管Q2的源极还连接第二二极管D2的阳极；第三MOS管Q3的漏极还连接第三二极管D3的阴极，第三MOS管Q3的源极还连接第三二极管D3的阳极；第四MOS管Q4的漏极还连接第四二极管D4的阴极，第四MOS管Q4的源极还连接第四二极管D4的阳极；具体的，电压转换电路有4个桥臂组成，每个桥臂由一个MOS开关管和一个反并联二极管构成，由说明书附图1可知，该电压转换电路构成了双向H桥电路，通过这样的结构可以扩大变换器的容量，以便适用于不同容量需求；

该电压转换电路的电压输出端为U0，即输出电压为U0，电压输入端为UI，即输入电压为UI，现设第一MOS管的导通占空比为S1，第二MOS管的导通占空比为S2，第三MOS管的导通占空比为S3，第四MOS管的导通占空比为S4，

则输出电压U0与输入电压UI之间的关系式为：U0=（S1-S2） *UI,由上述公式可知，改变两个占空比S1和S2之差就可以实现对输出电压进行宽范围的调节目的，且调节精确灵敏；

其中第一电感L1和第二电感L2为滤波电感，所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4为寄生二极管，用于防止反向电压损坏MOS管，第二电容C2和第三电容C3为抗干扰电容，提高电路的稳定性；所述驱动电路为现有的驱动芯片，采用的现有技术，通过驱动电路可以对电压转换电路进行有效控制，保证电路的正常运行。

所述电压输入端UI的两端还并联连接有第一电容C1；所述第一电容C1为滤波电容，用来滤除交流成分，使输出的直流更平滑。

所述电压转换电路的电流输出端A还连接有检测电路，检测电路包括：第一电阻R1、第四电容C4、第二电阻R2、第五电容C5、第三电阻R3、第四电阻R4、比较器U、外接电源VCC和单片机；所述第一电阻R1的第一端连接电流输出端A，第一电阻R1的第二端接地，电流输出端A还连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接比较器U的同相输入端，第一电阻R1两端并联连接第四电容C4，第二电阻R2的第二端通过第五电容C5接地，外接电源VCC和地之间串联连接有第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接比较器U的反相输入端，比较器U的电源端连接外接电源VCC，比较器U的接地端接地，比较器U的输出端连接单片机的输入端，单片机与驱动电路控制连接；所述检测电路为过流检测的作用，电流输出端A的电流信号经第一电阻R1和第二电阻R2的分压作用转换为电压信号进入比较器U的同相输入端，由第三电阻R3和第四电阻R4分压后的电阻电压进入比较器U的反相输入端，该电阻电压值为阈值电压值，阈值电压为过流临界点的电流对应的电压值；

若输入的电压信号大于阈值电压值，则该输入电流产生过流现象，此时比较器U输出高电平信号，单片机接收高电平信号控制驱动电路停止驱动电压转换电路，达到过流保护的目的；若输入的电压信号小于阈值电压值时，此时比较器U输出低电平信号，低电平信号对单片机不起控制作用，此时驱动电路正常驱动电压转换电路进行电压转换，第四电容C4和第五电容C5为滤波电容，第四电容C4和第五电容C5采用并联共同滤波，增强滤波效果；通过检测电路对输出电流进行过流保护，若产生过流现象及时通知电压转换电路的继续进行，起到保护电路以及保护电流输出端连接的负载的目的。

所述比较器U的输出端还连接第五二极管D5的阳极，第五二极管D5的阴极连接单片机的输入端；所述第五二极管D5起单向导通的作用，避免反向电压损坏单片机，起保护作用。

所述比较器U采用的芯片型号为LM193；LM193具备低功耗，灵敏度高的优点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种车载DCDC变换器，其特征在于：包括：电压转换电路，所述电压转换电路包括：第一MOS管（Q1）、第二MOS管（Q2）、第三MOS管（Q3）、第四MOS管（Q4）、第一电感（L1）、第二电感（L2）、第二电容（C2）和第三电容（C3）；所述第一MOS管（Q1）的漏极连接电压输入端（UI）的正极，第一MOS管（Q1）的源极连接第二MOS管（Q2）的漏极，第二MOS管（Q2）的源极连接电压输入端（UI）的负极，第三MOS管（Q3）的漏极连接第一MOS管（Q1）的漏极，第三MOS管（Q3）的源极连接第四MOS管（Q4）的漏极，第四MOS管（Q4）的源极连接第三MOS管（Q3）的源极，第一MOS管（Q1）和第二MOS管（Q2）的公共端连接第一电感（L1）的第一端，第一电感（L1）的第二端为电压输出端（U0）的正极，第三MOS管（Q3）和第四MOS管（Q4）的公共端连接第二电感（L2）的第一端，第二电感（L2）的第二端为电压输出端（U0）的负极，第一电感（L1）的第二端通过第三电容（C3）连接第四MOS管（Q4）的源极，第二电感（L2）的第一端通过第二电容（C2）连接第四MOS管（Q4）的源极，第一MOS管（Q1）、第二MOS管（Q2）、第三MOS管（Q3）和第四MOS管（Q4）的栅极均连接外围的驱动电路；

所述第一MOS管（Q1）的漏极还连接第一二极管（D1）的阴极，第一MOS管（Q1）的源极还连接第一二极管（D1）的阳极；第二MOS管（Q2）的漏极还连接第二二极管（D2）的阴极，第二MOS管（Q2）的源极还连接第二二极管（D2）的阳极；第三MOS管（Q3）的漏极还连接第三二极管（D3）的阴极，第三MOS管（Q3）的源极还连接第三二极管（D3）的阳极；第四MOS管（Q4）的漏极还连接第四二极管（D4）的阴极，第四MOS管（Q4）的源极还连接第四二极管（D4）的阳极。

2.如权利要求1所述的一种车载DCDC变换器，其特征在于：所述电压输入端（UI）的两端还并联连接有第一电容（C1）。

3.如权利要求1所述的一种车载DCDC变换器，其特征在于：所述电压转换电路的电流输出端（A）还连接有检测电路，检测电路包括：第一电阻（R1）、第四电容（C4）、第二电阻（R2）、第五电容（C5）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、比较器（U）、外接电源（VCC）和单片机；所述第一电阻（R1）的第一端连接电流输出端（A），第一电阻（R1）的第二端接地，电流输出端（A）还连接第二电阻（R2）的第一端，第二电阻（R2）的第二端连接比较器（U）的同相输入端，第一电阻（R1）两端并联连接第四电容（C4），第二电阻（R2）的第二端通过第五电容（C5）接地，外接电源（VCC）和地之间串联连接有第三电阻（R3）和第四电阻（R4），第三电阻（R3）和第四电阻（R4）的公共端连接比较器（U）的反相输入端，比较器（U）的电源端连接外接电源（VCC），比较器（U）的接地端接地，比较器（U）的输出端连接单片机的输入端，单片机与驱动电路控制连接。

4.如权利要求3所述的一种车载DCDC变换器，其特征在于：所述比较器（U）的输出端还连接第五二极管（D5）的阳极，第五二极管（D5）的阴极连接单片机的输入端。

5.如权利要求4所述的一种车载DCDC变换器，其特征在于：所述比较器（U）采用的芯片型号为LM193。