CN208782728U - 一种电压转换装置及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种电压转换装置及电动车辆。该装置包括输入电压采样电路、控制器和BUCK电路；输入电压采样电路对原始电源的电压进行采样获得原始采样电压，并发送至控制器；控制器与BUCK电路连接，控制器根据原始采样电压生成PWM波，并将PWM波发送至BUCK电路；BUCK电路根据PWM波将原始电源的电压进行降压处理获得目标电压。本实用新型实施例通过输入电压采样电路将原始采样电压输入控制器，控制器根据原始采样电压生成PWM波，再利用BUCK电路进行斩波，获得目标电压，从而能够输出较为稳定的目标电压，大大提高了电子锁的工作稳定性，从而能够输出较为稳定的目标电压，大大提高了电子锁的工作稳定性。

Description

一种电压转换装置及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，具体而言，涉及一种电压转换装置及电动车辆。

背景技术

随着电动汽车的发展，相关技术的不断研发进步，电动汽车的推广使用不断增大并被广大消费者所接受。对于电动汽车，其相关充电设备，例如电动汽车的慢充座以及对应的慢充枪设备一直是电动汽车研发的重要部分。

目前是通过电阻分压来为电子锁提供12V电源，一旦电压波动或电流冲击导致电阻失效就不能提供稳定电源，电子锁有可能烧坏或受损，进而导致慢充完成后无法将充电枪拔出。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种电压转换装置及电动车辆，以解决上述供电不稳的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电压转换装置，包括：输入电压采样电路、控制器和BUCK电路；

所述输入电压采样电路的第一端与原始电源连接，第二端与所述控制器连接，所述输入电压采样电路用于对所述原始电源的电压进行采样获得原始采样电压，并将所述原始采样电压发送至所述控制器；

所述控制器与所述BUCK电路连接，所述控制器用于根据所述原始采样电压生成PWM波，并将所述PWM波发送至所述BUCK电路；

所述BUCK电路用于根据所述PWM波将所述原始电源的电压进行降压处理，获得目标电压。

进一步地，所述电压转换装置，还包括输出电压采样电路；所述输出电压采样电路的一端与所述BUCK电路连接，另一端与所述控制器连接，所述输出电压采样电路用于对所述目标电压进行采样，获得目标采样电压，并将所述目标采样电压发送至所述控制器；

所述控制器将所述原始采样电压与所述目标采样电压进行比较，根据比较结果对所述BUCK电路输出的所述PWM波进行调节。

进一步地，所述控制器包括电压比较器和PWM波发生器；

所述电压比较器用于比较所述原始采样电压和所述目标采样电压；

所述PWM波发生器用于根据所述原始采样电压生成所述PWM波。

进一步地，所述电压转换装置还包括输入电流采样电路；

所述输入电流采样电路用于对所述原始电源进行采样获得原始采样电流。

进一步地，所述控制器还用于判断所述原始采样电压和所述原始采样电流是否处于正常工作范围内，若正常，则根据所述原始采样电压生成 PWM波。

进一步地，所述输入电压采样电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端分别与所述原始电源和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述控制器的电源电压输入接口VDD连接。

进一步地，所述BUCK电路，包括场效应管、续流二极管、电感、第四电阻和第二电容；

所述场效应管的栅极与所述控制器的驱动输出接口GDRV连接，漏极分别与所述电感的第一端和所述续流二极管的负极连接；所述续流二极管的正极接地；所述电感的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端输出所述目标电压。

进一步地，所述输出电压采样电路包括第五电阻，所述第五电阻的第一端分别与所述第四电阻的第二端和所述控制器的反馈引脚FB连接，所述第五电阻的第二端接地。

进一步地，所述输入电流采样电路，包括第六电阻、第三电容和第四电容；

所述第六电阻的第一端和所述第三电容的第一端均与所述控制器的外部回路补偿引脚COMP连接，所述第六电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端均与所述控制器的反馈引脚FB连接。

第二方面，本实用新型实施例提供一种电动车辆，包括第一方面所述的电压转换装置。

本实用新型实施例通过输入电压采样电路对原始电源进行采样，并将原始采样电压输入控制器，控制器根据原始采样电压生成PWM波，再利用 BUCK电路进行斩波，获得目标电压，从而能够输出较为稳定的目标电压，大大提高了电子锁的工作稳定性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电压转换装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电压转换装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种电压转换装置结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的再一电压转换装置结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电压转换装置内部电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

纯电动轻卡的供电平台采用24V，但是市面上的慢充插座电子锁产品普遍以12V供电为主，24V的产品目前还不成熟，为了能够通过24V的供电平台为12V的电子锁进行供电，需要电压转换装置将24V降压至12V，为了能够给电子锁提供稳定的电压电源，本实用新型的技术方案如下：

图1为本实用新型实施例提供的电压转换装置结构示意图，如图1所示，电压转换装置包括：输入电压采样电路101、控制器102和BUCK电路103；其中，

输入电压采样电路101的第一端与原始电源连接，第二端与控制器连接，其中原始电源可以是24V的直流电源。输入电压采样电路101对原始电源进行采样，获得原始采样电源，并将该原始采样电源发送至控制器中。

控制器102的一个输出接口与BUCK电路103的第一端连接，控制器 102在接收到原始采样电源后，根据预先设定的占空比输出PWM波，其中预先设定的占空比可以是0.5，也可以是其他数值，本实用新型实施例对此不作具体限定。控制器102将生成的PWM波发送给BUCK电路103。

BUCK电路103又称降压电路，使得输出电压低于输入电压，其中输入电流是脉动的，输出电流为连续的。BUCK电路103可以将24V的电源转换为12V的电源，从而获得了目标电压，将12V的电压电源输出，为电子锁供电。

本实用新型实施例通过输入电压采样电路对原始电源进行采样，并将原始采样电压输入控制器，控制器根据原始采样电压生成PWM波，再利用BUCK电路进行斩波，获得目标电压，从而能够输出较为稳定的目标电压，大大提高了电子锁的工作稳定性。在上述实施例的基础上，图2为本实用新型实施例提供的另一种电压转换装置结构示意图，如图2所示，电压转换装置还包括输出电压采样电路104。

BUCK电路103的第二端还与输出电压采样电路104的一端连接，输出电压采样电路104对BUCK电路103输出的目标电压进行采样，获得目标采样电压。输出电压采样电路104的另一端与控制器连接，将获得的目标采样电压反馈至控制器102，控制器102根据接收到的原始采样电压和目标采样电压进行比较，判断输出的目标电压是否满足要求，如果不满足，则控制器102调节PWM波输出的占空比，从而使得BUCK电路103能够输出稳定的目标电压。

本实用新型实施例通过输入电压采样电路对原始电源进行采样，并将原始采样电压输入控制器，控制器根据原始采样电压生成PWM波，再利用 BUCK电路进行斩波，获得目标电压，并利用输出电压采样电路对目标电压进行采样，得到的目标采样电压反馈至控制器中与原始采样电压进行比较，使得控制器对输出的PWM波进行调节，从而能够输出较为稳定的目标电压，大大提高了电子锁的工作稳定性。

在上述实施例的基础上，图3为本实用新型实施例提供的又一种电压转换装置结构示意图，如图3所示，控制器102可以是德州仪器的 TPS40200D，还可以是其他型号的芯片，本实用新型实施例对此不作具体限定，在控制器102包括有电压比较器1021和PWM波发生器1022。PWM 波发生器1022用于根据原始采样电压生成对应的PWM波。电压比较器 1021用于接收输入电压采样电路101输出的原始采样电压和输出电压采样电路104输出的目标采样电压，并将原始采样电压和目标采样电压进行比较，获得偏差值，然后控制器102可以根据偏差值对PWM波发生器1022 中的占空比进行调节，使得PWM波发生器1022能够输出新的PWM波，进一步获得满足要求的目标电压。应当说明的是，为了便于理解，图2中将PWM波发生器1022和电压比较器1021从控制器102中分离开来，但实际上，PWM波发生器1022和电压比较器1021属于控制器102的内部功能模块。

在上述实施例的基础上，图4为本实用新型实施例提供的再一电压转换装置结构示意图，如图4所示，电压转换装置还可以包括输入电流采样电路105，输入电流采样电路105的一端与原始电源连接，另一端与控制器 102连接，输入电流采样电路105用于对原始电源的电流进行采样，将采样获得的原始采样电流输入到控制器102中，控制器102可以判断接收到的原始采样电流和原始采样电压是否符合控制器在正常工作的范围内，如果符合，则根据原始采样电压生成PWM波，从而能够对控制器进行保护，避免原始电源的电流或电压过高对控制器造成损坏。

在上述实施例的基础上，在原始电源和输入电压电路之间还设置有滤波电路，滤波电路先对原始电源进行滤波处理，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。

图5为本实用新型实施例提供的电压转换装置内部电路示意图，如图5 所示，输入电压采样电路包括第一电阻R₁，第二电阻R₂，第三电阻R₃和第一电容C₁，第一电阻的第一端分别与原始电源和第二电阻R₂的第一端连接，第一电阻R₁的第二端分别与第二电阻R₂的第二端和第三电阻R₃的第一端连接，第一电容C₁的第二端与控制器的电源电压输入接口VDD连接。其中，第一电阻R₁的大小可以为100mΩ，第二电阻R₂的大小可以为100m Ω，第三电阻R₃的大小可以为100kΩ和第一电容C₁的大小可以为100pf。

应当说明的是，本实用新型实施例只提供一种输入电压采样电路的实施方式，还可以是其他电路结构，能够实现对原始电压的采样即可，本实用新型实施例对此不作具体限定。

BUCK电路包括场效应管FET、续流二极管FWD、电感L、第四电阻 R₄和第二电容C₂；

场效应管FET的栅极G与所述控制器的驱动输出接口GDRV连接，漏极D分别与所述电感L的第一端和所述续流二极管FWD的负极连接；所述续流二极管FWD的正极接地；所述电感L的第二端分别与所述第四电阻 R₄的第一端和所述第二电容C₂的第一端连接；所述第二电容C₂的第二端输出所述目标电压。其中，场效应管FET可以为STD35P6LLF6，电感L 的大小可以为22μH，第二电容C₂的大小可以为10μf，第四电阻R₄的大小可以为82kΩ。

应当说明的是，本实用新型实施例提供的BUCK电路只是一种实施方式，其他能够实现对直流电压进行斩波功能的电路均可，本实用新型实施例对此不作具体限定。

输出电压采样电路包括第五电阻R₅，第五电阻R₅的第一端分别与第四电阻R₄的第二端和控制器的反馈引脚FB连接，第五电阻R₅的第二端接地。其中，第五电阻R₅的大小可以为5.1kΩ。

应当说明的是，本实用新型实施例提供的输出电压采样电路只是其中一种实施方式，其他能够实现对目标电压进行采样的功能均可，本实用新型实施例对此不作具体限定。

输入电流采样电路包括第六电阻R₆、第三电容C₃和第四电容C₄；第六电阻R₆的第一端和第三电容C₃的第一端均与控制器的外部回路补偿引脚COMP连接，第六电阻R₆的第二端与第四电容C₄的第一端连接，第三电容 C₃的第二端和第四电容C₄的第二端均与控制器的反馈引脚FB连接。其中，第六电阻R₆的大小可以为200kΩ、第三电容C₃的大小可以为470pf和第四电容C₄的大小可以为100pf。

应当说明的是，本实用新型实施例提供的输入电流采样电路只是其中一种实施方式，其他能够实现对原始电源的电流进行采样的功能均可，本实用新型实施例对此不作具体限定。

从图5中可以看出，原始电源的电压为24V的输入，输出的目标电压为12V。并且图5中还包括了外围电路，本实用新型实施例对这些外围电路不再赘述。

本实用新型实施例通过输入电压采样电路对原始电源进行采样，并将原始采样电压输入控制器，控制器根据原始采样电压生成PWM波，再利用BUCK电路进行斩波，获得目标电压，并利用输出电压采样电路对目标电压进行采样，得到的目标采样电压反馈至控制器中与原始采样电压进行比较，使得控制器对输出的PWM波进行调节，从而能够输出较为稳定的目标电压，大大提高了电子锁的工作稳定性。

本实用新型实施例还提供一种电动车辆，该电动车辆中包括上述任一实施例提供的电压转换装置，应当说明的是，电动车辆可以是电动汽车，且该电压转换装置可以安装在车载充电机(On-board charger，OBC)内部。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电压转换装置，其特征在于，包括：输入电压采样电路、控制器和BUCK电路；

所述输入电压采样电路的第一端与原始电源连接，第二端与所述控制器连接，所述输入电压采样电路用于对所述原始电源的电压进行采样获得原始采样电压，并将所述原始采样电压发送至所述控制器；

所述控制器与所述BUCK电路连接，所述控制器用于根据所述原始采样电压生成PWM波，并将所述PWM波发送至所述BUCK电路；

所述BUCK电路用于根据所述PWM波将所述原始电源的电压进行降压处理，获得目标电压。

2.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述电压转换装置，还包括输出电压采样电路；

所述输出电压采样电路的一端与所述BUCK电路连接，另一端与所述控制器连接，所述输出电压采样电路用于对所述目标电压进行采样，获得目标采样电压，并将所述目标采样电压发送至所述控制器；

所述控制器将所述原始采样电压与所述目标采样电压进行比较，根据比较结果对所述BUCK电路输出的所述PWM波进行调节。

3.根据权利要求2所述的电压转换装置，其特征在于，所述控制器包括电压比较器和PWM波发生器；

所述电压比较器用于比较所述原始采样电压和所述目标采样电压；

所述PWM波发生器用于根据所述原始采样电压生成所述PWM波。

4.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述电压转换装置还包括输入电流采样电路；

所述输入电流采样电路用于对所述原始电源进行采样获得原始采样电流。

5.根据权利要求4所述的电压转换装置，其特征在于，所述控制器还用于判断所述原始采样电压和所述原始采样电流是否处于正常工作范围内，若正常，则根据所述原始采样电压生成PWM波。

6.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述输入电压采样电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端分别与所述原始电源和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述控制器的电源电压输入接口VDD连接。

7.根据权利要求2所述的电压转换装置，其特征在于，所述BUCK电路，包括场效应管、续流二极管、电感、第四电阻和第二电容；

所述场效应管的栅极与所述控制器的驱动输出接口GDRV连接，漏极分别与所述电感的第一端和所述续流二极管的负极连接；所述续流二极管的正极接地；所述电感的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端输出所述目标电压。

8.根据权利要求7所述的电压转换装置，其特征在于，所述输出电压采样电路包括第五电阻，所述第五电阻的第一端分别与所述第四电阻的第二端和所述控制器的反馈引脚FB连接，所述第五电阻的第二端接地。

9.根据权利要求4所述的电压转换装置，其特征在于，所述输入电流采样电路，包括第六电阻、第三电容和第四电容；

所述第六电阻的第一端和所述第三电容的第一端均与所述控制器的外部回路补偿引脚COMP连接，所述第六电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端均与所述控制器的反馈引脚FB连接。

10.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电压转换装置。