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电压转换电路、控制方法、DC/DC变换器以及设备与流程

2022-02-24 12:07:56 来源:中国专利 TAG:

电压转换电路、控制方法、dc/dc变换器以及设备
技术领域
1.本技术涉及电压转换技术,尤其涉及一种电压转换电路、控制方法、dc/dc变换器以及设备。


背景技术:

2.车载直流电源转直流电源(direct current/direct current,简称dc/dc)变换器是燃料电池汽车、纯电动和混合动力车辆关键设备之一,可以将高压电池输出的高压直流电转换成低压直流电,低压直流电存储在低压电池中。其中,低压电池为电子控制单元(electronic control unit,简称ecu)、助力转向、刹车控制、低压散热风扇等低压部件供电。
3.在车辆启动时,为了防止车辆上的供电电路的主继电器被烧坏,需在供电电路中设置预充电电路以在车辆启动时通过供电电路中的高压电池为供电电路中的高压母线电容预充电。预充电电路的设置使得车辆上的供电电路的可靠性降低。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种电压转换电路、控制方法、dc/dc变换器以及设备,可以提高车辆上的供电电路的可靠性。
5.第一方面,本技术实施例提供一种电压转换电路,包括:失效隔离模块、缓启模块和电压转换模块,所述电压转换模块包括输出滤波电容;所述失效隔离模块的第一端和所述缓启模块的第一端均与第一电池的正极连接,所述失效隔离模块的第二端和所述缓启模块的第二端均与所述输出滤波电容的第一端连接,所述输出滤波电容的第二端与所述第一电池的负极连接;所述电压转换模块与高压母线电容连接;所述第一电池的额定电压小于或等于第一预设电压;所述缓启模块,用于连通所述第一电池和所述输出滤波电容,以使所述第一电池为所述输出滤波电容充电;所述失效隔离模块,用于在所述输出滤波电容的电压被所述第一电池充电至大于或等于第二预设电压时导通,以使所述电压转换模块将所述第一电池输出的低压直流电转换成高压直流电对所述高压母线电容充电,所述第二预设电压小于所述第一预设电压。
6.本方案中的电压转换电路,通过设置缓启模块,可以实现dc/dc变换器的低压直流侧的电池输出的低压直流电经电压转换电路转换成高压直流电以对高压母线电容充电的目的,从而使得车辆的供电电路无需设置预充电电路为高压母线电容充电,提高了供电电路的可靠性。此外,若缓启模块的成本小于预充电电路的成本,本实施例中的电压转换电路还可以降低供电电路的成本。
7.在一种可能的实施方式中,还包括缓启控制模块;所述缓启控制模块分别与所述缓启模块的第三端、第二电池的正极连接,所述缓启控制模块的一端接地;所述用缓启控制模块,用于在设备启动时接收第一缓启模块控制信号以控制所述缓启模块导通,使得所述第一电池和所述输出滤波电容连通;所述设备为所述电压转换电路所在的设备。
8.本方案中由于缓启控制模块接地,缓启控制模块中的参考地与控制地相同,dc/dc变换器不需要专门的处理器以生成控制缓启模块导通或关断的控制信号,也就是说本实施例的电压转换电路在提高车辆的供电电路可靠性的基础上,可以使得dc/dc变换器较易实现对缓启模块的控制。
9.在一种可能的实施方式中,所述缓启控制模块包括第一开关单元、第一电阻和第二电阻;所述第一开关单元的第一端分别与所述缓启模块的第三端和所述第一电阻的第一端连接,所述第一开关单元的第二端与所述第二电阻的第一端连接,所述第一开关单元的第三端接地;所述第一电阻的第二端与所述第二电池的正极连接,所述第二电阻的第二端用于接收所述第一缓启模块控制信号。本方案给出了缓启控制模块的一种具体实现。
10.一种方式中,所述第一开关单元包括第一开关。可选地所述第一开关为三级管,所述第一开关的第一端为集电极,所述第一开关的第二端为基级,所述第一开关的第三端为发射级。该种方式中的第一开关单元简单易实现。
11.另一种方式中,所述第一开关单元包括多个串联的第一开关。可选地,所述第一开关为三级管,所述第一开关单元的第一端为所述第一开关单元包括的第一个第一开关的集电极,所述第一开关单元的第二端为各所述第一开关的基级,所述第一开关单元的第三端为所述第一开关单元包括的最后一个第一开关的发射级。该种方式中的第一开关单元使得缓启控制模块的可靠性较高。
12.在一种可能的实施方式中,所述缓启控制模块还包括第三电阻,所述第三电阻的第一端分别与所述第二电阻的第一端和所述第一开关单元的第二端连接,所述第三电阻的第二端接地。本方案中第三电阻的设置可以防止第一开关单元的误动作。
13.在一种可能的实施方式中,所述缓启模块包括第二开关和第四电阻;所述第四电阻的第一端与第一电池的正极连接,所述第四电阻的第二端与所述第二开关的第一端连接,所述第二开关的第二端与所述输出滤波电容的第一端连接、所述第二开关的第三端与所述缓启控制模块连接。可选地,所述第二开关为mos管,所述第二开关的第一端为漏级,所述第二开关的第二端为源级,所述第二开关的第三端为栅极;或者,所述第二开关为三级管,所述第二开关的第一端为集电极,所述第二开关的第二端为发射级,所述第二开关的第三端为基极。
14.本方案中缓启模块可以导通或关断,使得输出滤波电容在缓启模块关断时不被充电,防止输出滤波电容长时间处于充电状态下造成的寿命降低。
15.在一种可能的实施方式中,所述缓启模块包括第四电阻;所述第四电阻的第一端与第一电池的正极连接,所述第四电阻的第二端与所述输出滤波电容的第一端连接。
16.本方案中无需设备缓启控制模块,电压转换电路的复杂度低。
17.在一种可能的实施方式中,所述缓启模块包括二极管;所述二极管的正极与所述第一电池的正极连接,所述二极管的负极与所述输出滤波电容的第一端连接。
18.本方案中无需设备缓启控制模块,电压转换电路的复杂度低。
19.在一种可能的实施方式中,还包括隔离控制模块;所述隔离控制模块分别与所述失效隔离模块的第三端、所述失效隔离模块的第一端、所述失效隔离模块的第二端以及第二电池的正极连接;所述隔离控制模块的一端接地;所述隔离控制模块用于在所述输出滤波电容的电压被所述第一电池充电至大于或等于第二预设电压时,接收第一隔离模块控制
信号以使所述失效隔离模块导通。
20.本方案中由于隔离控制模块接地,隔离控制模块中的参考地与控制地相同,dc/dc变换器不需要专门的处理器以生成控制失效隔离模块导通或关断的控制信号,也就是说本实施例的电压转换电路在提高车辆的供电电路可靠性的基础上,可以使得dc/dc变换器较易实现对失效隔离模块的控制。
21.在一种可能的实施方式中,所述隔离控制模块包括第一控制子模块和与所述第一控制子模块连接的第二控制子模块;所述第一控制子模块的一端接地,所述第二控制子模块分别与所述失效隔离模块的第三端、所述失效隔离模块的第一端、所述失效隔离模块的第二端以及第二电池的正极连接;所述第一控制子模块用于接收所述第一隔离模块控制信号以通过所述第二控制子模块控制所述失效隔离模块导通。
22.本方案给出了隔离控制模块的具体实现。
23.在一种可能的实施方式中,所述第一控制子模块包括:第二开关单元和第五电阻;所述第二开关单元的第一端与所述第二控制子模块连接,所述第二开关单元的第二端与所述第五电阻的第一端连接,所述第二开关单元的第三端接地,所述第五电阻的第二端用于接收所述第一隔离模块控制信号。
24.本方案给出了第一控制子模块的具体实现。本方案中的第一控制子模块可以在设备启动时导通,以使失效隔离模块导通实现对高压母线电容的充电,在设备正常运行时关断,以使第二控制子模块独立的控制失效隔离模块。
25.一种方式中,所述第二开关单元包括第三开关。可选地,所述第三开关为三级管,所述第三开关的第一端为集电极,所述第三开关的第二端为基极,所述第三开关的第三端为发射级。该种方式中第二开关单元简单易实现。
26.另一种方式中,所述第二开关单元包括多个串联的第三开关。可选地,所述第三开关为三级管,所述第二开关单元的第一端为所述第二开关单元包括的第一个第三开关的集电极,所述第二开关单元的第二端为各所述第三开关的基级,所述第二开关单元的第三端为所述第二开关单元包括的最后一个第三开关的发射级。该种方式中使得第一控制模块的可靠性较高。
27.在一种可能的实施方式中,所述第一控制子模块还包括:第六电阻;所述第六电阻的第一端分别与所述第二开关单元的第二端、所述第五电阻的第一端连接,所述第六电阻的第二端与所述第二开关单元的第三端连接后接地。
28.本方案中第六电阻可以防止第二开关单元的误动作。
29.在一种可能的实施方式中,所述第二控制子模块包括:图腾柱单元和图腾柱控制单元;所述图腾柱单元分别与所述失效隔离模块的第三端、第二电池的正极、所述失效隔离模块的第二端、所述图腾柱控制单元连接;所述图腾柱控制单元还分别与所述第二电池的正极、所述失效隔离模块的第一端、所述失效隔离模块的第二端连接以及所述第一控制子模块连接。本方案给出了第二控制子模块的具体实现。
30.在一种可能的实施方式中,所述图腾柱单元包括第七电阻、第八电阻和图腾柱;所述图腾柱的第一端与所述失效隔离模块的第三端连接,所述图腾柱的第二端与所述第七电阻的第一端连接,所述第七电阻的第二端与所述第二电池的正极连接,所述图腾柱的第三端与所述失效隔离模块的第二端连接,所述图腾柱的第四端与所述图腾柱控制单元连接;
所述图腾柱的第四端还与所述第八电阻的第一端连接,所述第八电阻的第二端与所述第二电池的正极连接。本方案给出了图腾柱单元的具体实现。
31.在一种可能的实施方式中,所述图腾柱控制单元包括第九电阻和二级管子单元;所述二级管子单元分别与所述图腾柱单元的图腾柱、失效隔离模块的第一端、失效隔离模块的第二端、所述第九电阻的第一端以及所述第一控制子模块连接;所述第九电阻的第二端与第二电池的正极连接。本方案给出了图腾柱控制单元的具体实现。
32.在一种可能的实施方式中,所述二级管子单元包括第四开关和第五开关;所述第四开关的第二端与所述图腾柱连接,所述第四开关的第一端、所述第五开关的第一端连接后分别与所述第一控制子模块、所述第九电阻的第一端连接,所述第四开关的第三端与失效隔离模块的第二端连接,所述第五开关的第二端和第三端短路连接后与所述失效隔离模块的第一端连接。可选地,所述第四开关和所述第五开关均为三级管;所述第四开关的第一端为基极,所述第四开关的第二端为集电极,所述第四开关的第三端为发射级;所述第五开关的第一端为集电极,所述第五开关的第二端为基极,所述第五开关的第三端为发射级。本方案给出了二级管子单元的具体实现。
33.上述第二控制子模块的结构可以使得在电压转换电路正常工作时,控制失效隔离模块导通,在电压转换电路失效时,控制失效隔离模块关断,保证电压转换电路所在的设备的正常运行。
34.在一种可能的实施方式中,所述失效隔离模块包括第六开关;所述第六开关的第一端与所述第一电池的正极连接,所述第六开关的第二端与所述输出滤波电容的第一端连接,所述第六开关的第三端与所述隔离控制模块连接;所述第六开关的第三端为所述失效隔离模块的第三端,所述第六开关的第一端为所述失效隔离模块的第一端,所述第六开关的第二端为所述失效隔离模块的第二端。可选地,所述第六开关为mos管,所述第六开关的第一端为漏级、第二端为源极、第三端为栅极。本方案给出了失效隔离模块的一种具体实现。
35.第二方面,本技术实施例提供一种dc/dc变换器,包括第一方面或第一方面任一可能的实施方式所述的电压转换电路。
36.第三方面,本技术实施例提供一种设备,第二方面所述的dc/dc变换器。
37.第四方面,本技术实施例提供一种电压转换电路的控制方法,所述方法用于控制如第一方面或第一方面任一可能的实施方式所述的电压转换电路,所述方法包括:在输出滤波电容的电压被第一电池充电至大于或等于第二预设电压时,控制失效隔离模块导通,以使电压转换模块将所述第一电池输出的低压直流电转换成高压直流电对高压母线电容充电,第二预设电压小于或等于第一电池的额定电压。
38.在一种可能的实施方式中,还包括:在设备启动时,控制缓启模块导通,使得所述第一电池和所述输出滤波电容连通后所述第一电池为所述输出滤波电容充电,所述设备为所述电压转换电路所在的设备。
39.在一种可能的实施方式中,所述电压转换电路包括缓启控制模块,所述控制缓启模块导通,包括:发送第一缓启模块控制信号至所述缓启控制模块,以使缓启控制模块控制所述缓启模块导通。
40.在一种可能的实施方式中,所述电压转换电路包括隔离控制模块,所述控制失效
隔离模块导通,包括:发送第一隔离模块控制信号至所述隔离控制模块,以使隔离控制模块控制所述失效隔离模块导通。
41.在一种可能的实施方式中,还包括:在所述输出滤波电容的电压被所述第一电池充电至大于或等于第二预设电压时,控制所述缓启模块断开。
42.在一种可能的实施方式中,所述电压转换电路包括缓启控制模块,所述控制缓启模块断开,包括:发送第二缓启模块控制信号至所述缓启控制模块,以使所述缓启控制模块控制所述缓启模块断开。
43.在一种可能的实施方式中,还包括:在高压母线电容充电完毕后,控制所述失效隔离模块关断。
44.在一种可能的实施方式中,所述电压转换电路包括隔离控制模块,所述控制失效隔离模块断开,包括:发送第二隔离模块控制信号至所述隔离控制模块,以使所述隔离控制模块控制所述失效隔离模块断开。
附图说明
45.图1为目前车辆上的供电电路的结构示意图一;
46.图2为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图一;
47.图3a为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图二;
48.图3b为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图三;
49.图3c为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图四;
50.图4为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图五;
51.图5a为本技术实施例提供的缓启控制模块的示意图一;
52.图5b为本技术实施例提供的缓启控制模块的示意图二;
53.图6为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图六;
54.图7为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图七;
55.图8为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图八;
56.图9a为本技术实施例提供的第一控制子模块的示意图一;
57.图9b为本技术实施例提供的第一控制子模块的示意图二;
58.图10为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图九;
59.图11为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图十;
60.图12为本技术实施例提供的车辆的示意图。
具体实施方式
61.本技术实施例中的车辆为至少使用电池作为动力源的车辆,比如:燃料电池汽车、混合动力车辆。混合动力车辆是指至少包括热动力源和电动力源的汽车。
62.图1为目前车辆上的供电电路的结构示意图一,参见图1,该供电电路包括高压直流(high-voltage direct current,简称hvdc)侧的第三电池v3、第一继电器k 、第二继电器k-、预充电电路kp、高压母线电容c1、dc/dc变换器和低压直流(low-voltage direct current,简称lvdc)侧的第一电池v1,第一电池v1的额定电压低于第三电池v3的额定电压。其中,预充电电路kp包括一个接触器和一个电阻。第一继电器k 和第二继电器k-也可称为
主继电器。
63.其中,dc/dc变换器包括电压转换电路,电压转换电路包括失效隔离模块101和电压转换模块102,电压转换模块102包括输出滤波电容c2,输出滤波电容c2的第一端与失效隔离模块101的第二端连接,失效隔离模块101的第一端与第一电池v1的正极连接,第一电池v1的负极与输出滤波电容c2的第二端连接。其中,失效隔离模块101可为开关管,开关管比如可为mos管或继电器等。
64.在dc/dc变换器正常且正向工作时,失效隔离模块101处于导通状态,第三电池v3输出的高压直流电可经电压转换模块102转换为低压直流电,低压直流电存储在第一电池v1中,以使第一电池v1为车辆上的ecu、助力转向、刹车控制、低压散热风扇等低压部件供电。
65.在dc/dc变换器内部失效时,电压转换模块102输出侧—输出滤波电容c2两端的电压很低,几乎为0,若失效隔离模块101继续处于导通状态,则第一电池v1两端的电压必然被拉低,从而无法为车辆上的低压部件继续供电,影响了车辆的正常运行;而且由于第一电池v1的正极与输出滤波电容c2的第一端之间的大压差,若失效隔离模块101继续处于导通状态,则经过失效隔离模块101的电流很大,容易造成失效隔离模块101的损坏。因此,在输出滤波电容c2两端的电压很低时,失效隔离模块101会断开以切断dc/dc变换器与第一电池v1之间的通路,防止失效隔离模块101损坏以及第一电池v1两端的电压被拉低,使得第一电池v1可继续为车辆上的低压部件供电,以保证车辆的正常运行。
66.其中,电压转换电路中可以包括控制失效隔离模块101导通或关断的隔离控制模块,隔离控制模块可以在dc/dc变换器正常且正向工作时,使得失效隔离模块101导通,在dc/dc变换器内部失效时,使得失效隔离模块101断开。
67.继续参见图1,在车辆启动时,高压母线电容c1两端的电压很低或者电压为0,且负载电阻仅包括导线电阻、第一继电器k 触点的电阻和第二继电器k-触点的电阻,若直接接通第一继电器k 和第二继电器k-,相当于瞬间短路,第一继电器k 和第二继电器k-会被烧坏。因此,为了防止第一继电器k 和第二继电器k-被烧坏,需要设置预充电电路kp以在车辆接收到启动信号后通过高压电池先为高压母线电容c1预充电,为高压母线电容c1预充电的过程可称为高压预充过程。由于预充电电路中包括接触器,接触器存在易粘连的问题,因此,若能省略预充电电路的设置,则可以提高供电电路的可靠性。
68.可以理解的是,若电压转换电路能够将第一电池v1输出的低压直流电转换成高压直流电以对高压母线电容c1预充电,则可以省略预充电电路kp的设置。但是,车辆启动时由于车辆上的各部件还未启动,电压转换电路的低电压输出端的电压为0,如上所述,为了防止失效隔离模块101损坏以及第一电池v1两端的电压被拉低,此时电压转换电路与第一电池v1之间的通路处于被失效隔离模块101切断的状态,因此电压转换电路无法将第一电池v1输出的低压直流电转换成高压直流电以对高压母线电容c1预充电。也就是说目前的车辆的dc/dc变换器中由于存在失效隔离模块101,存在无法将预充电电路省略的问题。
69.为了解决上述技术问题,提出了本技术中的电压转换电路。下面采用具体的实施例对本技术进行说明。
70.图2为本技术实施例提供的电压转换电路的示意图一,参见图2,本实施例的电压转换电路包括:失效隔离模块101、缓启模块201和电压转换模块102,电压转换模块102包括
输出滤波电容c2。本实施例中的电压转换电路属于dc/dc变换器的一部分。
71.失效隔离模块101的第一端和缓启模块201的第一端均与第一电池v1的正极连接,失效隔离模块101的第二端和缓启模块201的第二端均与输出滤波电容c2的第一端连接,输出滤波电容c2的第二端与第一电池v1的负极连接;电压转换模块102还与高压母线电容c1连接,第一电池v1的额定电压等于第一预设电压。
72.缓启模块201,用于连通第一电池v1和输出滤波电容c2,以使第一电池v1为输出滤波电容c2充电。
73.失效隔离模块101,用于在输出滤波电容c2的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二预设电压时导通,以使电压转换模块102将第一电池v1输出的低压电流转换成高压电流以对高压母线电容c1充电;第二预设电压小于第一预设电压。
74.本实施例中的第一预设电压可为12v,即第一电池v1可为12v的蓄电池。
75.本实施例中的第二预设电压小于第一预设电压且第一预设电压与第二预设电压的差值小于第一电压。可以理解的是,第一预设电压与第二预设电压的差值为失效隔离模块101两端的电压,因此,第一电压需要满足如下条件:在失效隔离模块101两端的电压为第一电压时,经过失效隔离模块101的电流不足以将失效隔离模块101损坏。
76.比如第二预设电压等于第一预设电压与x/y的乘积,其中,y为将输出滤波电容c2两端的电压从0v充至第二电压所需的时长包括的时间常数的个数,x为第一电池v1为输出滤波电容c2充电的时长包括的时间常数的个数,x小于或等于y。其中,第二电压为输出滤波电容c2两端的电压能够被充至的最大电量。可选地,一个时间常数可为10ms。
77.一种具体的实现中,车辆启动时,缓启模块201和失效隔离模块101均处于断开状态,车辆的处理器向dc/dc变换器发送高压预充指令,dc/dc变换器接收到高压预充指令后,控制缓启模块201导通,由于缓启模块201的第一端与第一电池v1的正极连接,缓启模块201的第二端与输出滤波电容c2的第一端连接,输出滤波电容c2的第二端与第一电池v1的负极连接,因此,缓启模块201的导通可使得第一电池v1与输出滤波电容c2之间形成充电回路,即可实现第一电池v1为输出滤波电容c2充电。
78.dc/dc变换器实时监测输出滤波电容c2两端的电压,当监测到输出滤波电容c2两端的电压大于或等于第二预设电压时,dc/dc变换器控制失效隔离模块101导通;或者,从缓启模块201导通的时刻为起始时刻,经历x个时间常数对应的时长后,dc/dc变换器控制缓启模块201关断以及失效隔离模块101导通。失效隔离模块101被导通后,第一电池输出的低压直流电可经电压转换模块102转换成高压直流电以对高压母线电容c1充电。基于上述对第二预设电压的说明,在输出滤波电容c2两端的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二预设电压时,导通失效隔离模块101不会损坏失效隔离模块101。
79.在对高压母线电容c1充电完毕后,dc/dc变换器可控制失效隔离模块101关断,并向车辆的处理器发送指示高压预充完成的信息。
80.另一种具体的实现中,第一电池v1第一电池和输出滤波电容c2之间经缓启模块201连接后处于长通状态,车辆未启动或者dc/dc变换器未进行高压直流电转低压直流电时,失效隔离模块101处于断开状态,此时第一电池v1持续给输出滤波电容c2充电。车辆启动时,失效隔离模块101处于断开状态,车辆的处理器向dc/dc变换器发送高压预充指令,dc/dc变换器接收到高压预充指令后,判断输出滤波电容c2是否已被第一电池v1充电至电
压大于或等于第二预设电压,若是,则控制失效隔离模块101导通,若否,则在监控到滤波电容c2的电压大于或等于第二预设电压时控制失效隔离模块101导通。失效隔离模块101被导通后,第一电池输出的低压直流电可经电压转换模块102转换成高压直流电以对高压母线电容c1充电。
81.由于车辆启动过程中,第一电池v1输出的低压直流电可经电压转换模块102转换成高压直流电以对高压母线电容c1充电,因此,车辆的供电电路上的预充电电路可以省略,提高了车辆的供电电路的可靠性。
82.本实施例中的电压转换电路,通过设置缓启模块,可以使得dc/dc变换器的低压直流侧的电池输出的低压直流电经电压转换电路转换成高压直流电以对高压母线电容充电,从而使得车辆的供电电路无需设置预充电电路为高压母线电容充电,提高了供电电路的可靠性。此外,若缓启模块的成本小于预充电电路的成本,本实施例中的电压转换电路还可以降低供电电路的成本。
83.下面采用具体的实施例对上一实施例中的失效隔离模块和缓启模块进行说明。
84.对于失效隔离模块101:一种方式中,失效隔离模块101可包括第六开关,第六开关的第一端与第一电池v1的正极连接,第六开关的第二端与输出滤波电容c2的第一端连接,第六开关的第三端可用于接收第一控制信号以使第六开关导通或可用于接收第二控制信号以使第六开关断开。即第六开关的第一端为失效隔离模块101的第一端,第六开关的第二端为失效隔离模块101的第二端,第六开关的第三端为失效隔离模块101的第三端。
85.可选地,第六开关为mos管或继电器。在第六开关为mos管时,第六开关的第一端为漏级、第二端为源极、第三端为栅极。
86.下面对缓启模块201进行说明:
87.第一种方案中:缓启模块201包括第二开关和第四电阻,第四电阻的第一端与第一电池v1的正极连接,第四电阻的第二端与第二开关的第一端连接,第二开关的第二端与输出滤波电容c2的第一端连接,第二开关的第三端可用于接收第三控制信号以使第二开关导通或可用于接收第四控制信号以使第二开关断开。即第四电阻的第一端为缓启模块201的第一端,第二开关的第二端为缓启模块201的第二端,第二开关的第三端为缓启模块201的第三端。
88.其中,第四电阻可以防止第一电池v1和输出滤波电容c2形成充电回路后,将第二开关烧坏,提高第二开关的安全性。第四电阻可为热敏电阻,可以进一步提高第二开关的安全性。第四电阻也可为普通电阻。
89.可选地,第二开关为mos管或三极管或晶闸管。在第二开关为mos管时,第二开关的第一端为漏级,第二开关的第二端为源级,第二开关的第三端为栅极。在第二开关为三极管,第二开关的第一端为集电极,第二开关的第二端为发射级,第二开关的第三端为基极。
90.对应于缓启模块201的第一种方案的一种电压转换电路的示意图可如图3中的实线部分所示,参见图3a,电压转换电路包括:第六开关q6、第二开关q2、第四电阻r4和电压转换模块102,电压转换模块102包括输出滤波电容c2。第六开关q6的漏极和第四电阻r4的第一端均与第一电池v1的正极连接,第六开关q6的源极和第二开关q2的源极均与输出滤波电容c2的第一端连接,第二开关q2的漏极与电阻r4的第二端连接,输出滤波电容c2的第二端与第一电池v1的负极连接。
91.继续参见图3a,车辆启动时,第六开关q6处于断开状态,车辆的处理器向dc/dc变换器发送高压预充指令,dc/dc变换器接收到高压预充指令后,向第二开关q2的栅极发送第三控制信号,以使第二开关q2导通,第一电池v1和输出滤波电容c2之间形成充电回路,第一电池v1开始为输出滤波电容c2充电。在dc/dc变换器确定输出滤波电容c2的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二预设电压时,dc/dc变换器向第六开关q6的栅极发送第一控制信号,以使第六开关q6导通,此时,电压转换模块102可将第一电池v1输出的低压电流转换成高压电流以对高压母线电容c1充电。可选地,在输出滤波电容c2的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二预设电压时,dc/dc变换器还可以向第二开关q2的栅极发送第四控制信号,以使第二开关q2断开。
92.高压母线电容c1充电完毕后,由于输出滤波电容c2的电压会逐渐下降,为了防止将第一电池v1的电压拉低和第六开关q6的损坏,dc/dc变换器向第六开关q6的栅极发送第二控制信号,以使第六开关q6断开;高压母线电容c1充电完毕后,dc/dc变换器还向车辆的处理器发送指示高压预充完成的信息。
93.可选地,车辆的处理器接收到指示高压预充完成的信息后,可控制第一继电器和第二继电器接通,并向dc/dc变换器发送高压直流电转低压直流电的指令。由于第一继电器和第二继电器接通,输出滤波电容c2的电压逐渐上升,当dc/dc变换器监测到输出滤波电容c2的电压大于第一预设阈值后,向第六开关q6的栅极发送第一控制信号,以使第六开关q6导通,电压转换电路中的电压转换模块102开始将高压直流电转化成低压直流电以为车辆上的低压部件供电,车辆开始正常运行。车辆在运行过程中,若dc/dc变换器监测到电压转换模块102失效,比如dc/dc变换器监测到输出滤波电容c2的第一端的电压低于第二预设阈值,dc/dc变换器向第六开关q6的栅极发送第二控制信号,以使第六开关q6断开,防止第一电池v1被拉低以及失效隔离模块101被烧坏。
94.第二种方案:缓启模块201包括第四电阻,第四电阻的第一端与第一电池v1的正极连接,第四电阻的第二端与输出滤波电容c2的第一端连接。即第四电阻的第一端为缓启模块201的第一端,第四电阻的第二端为缓启模块201的第二端。其中,第四电阻可为热敏电阻或普通电阻。
95.由于缓启模块201包括第四电阻,不存在开关管,因此,第一电池v1与电压转换模块102之间经第四电阻连接处于长通状态,车辆未启动或者dc/dc变换器未进行高压直流电转低压直流电时,第六开关q6处于断开状态,此时第一电池v1处于为输出滤波电容充电的状态。
96.对应于缓启模块201的第二种具体实现方式的一种电压转换电路的示意图可如图3b中的实线部分所示,参见图3b,电压转换电路包括:第六开关q6、第四电阻r4和电压转换模块102,电压转换模块102包括输出滤波电容c2。第六开关q6的漏极和第四电阻r4的第一端均与第一电池v1的正极连接,第六开关q6的源极和第四电阻r4的第二端均与输出滤波电容c2的第一端连接,输出滤波电容c2的第二端与第一电池v1的负极连接。
97.继续参见图4,车辆启动时,第六开关q6处于断开状态,车辆的处理器向dc/dc变换器发送高压预充指令,dc/dc变换器接收到高压预充指令后,确定输出滤波电容c2是否已被第一电池v1充电至电压大于或等于第二预设电压,若是,向第六开关q6的栅极发送第一控制信号以使第六开关q6导通,若否,则在监控到滤波电容c2的电压大于或等于第二预设电
压时,向第六开关q6的栅极发送第一控制信号以使第六开关q6导通,此时,电压转换模块102可将第一电池v1输出的低压电流转换成高压电流以对高压母线电容c1充电。
98.高压母线电容c1充电完毕后的具体实现可参照图3所示的电压转换电路在高压母线电容c1充电完毕后的具体实现,此处不再赘述。
99.第三种方案:缓启模块201包括二极管,二极管的正极与第一电池v1的正极连接,二极管的负极与输出滤波电容c2的第一端连接。即二极管的正极为缓启模块201的第一端,二极管的负极为缓启模块201的第二端。
100.由于缓启模块201包括二极管,不存在开关管,因此,第一电池v1与电压转换模块102之间经第四电阻连接处于长通状态,车辆未启动或者dc/dc变换器未进行高压直流电转低压直流电时,第六开关q6处于断开状态,此时第一电池v1处于为输出滤波电容充电的状态。对应于缓启模块201的第三种方案的一种电压转换电路的示意图可如图3c中的实线部分所示。
101.本实施例中给出了电压转换电路中的失效隔离模块和缓启模块的具体实现。
102.在缓启模块包括第二开关和第四电阻时,第二开关的导通或关断基于输入至第二开关的控制信号。但是由于缓启模块中的第二开关的参考地与控制地不相同,需要dc/dc变换器中专门的处理器生成控制第二开关导通的第三控制信号和生成控制第二开关关断的第四控制信号,因此,dc/dc变换器控制缓启模块较复杂,为了使得dc/dc变换器控制缓启模块较易实现,本实施例对缓启模块包括第二开关和第四电阻的电压转换电路作了进一步的改进。参见图4,本实施例的电压转换电路在上述各实施的基础上,还包括缓启控制模块202。
103.缓启控制模块202分别与缓启模块201的第三端、第二电池的正极连接,第二电池的额定电压与车辆正常运行过程中隔离模块101的第二端的电压之间的差值大于或等于第二电压;缓启控制模块202的一端接地。缓启控制模块202,用于接收第一缓启模块控制信号以控制缓启模块201导通,或者,用于接收第二缓启模块控制信号以控制缓启模块201的断开。车辆正常运行过程中,隔离模块101的第二端的电压略低于第一电池的正极电压。其中,第二电压可大于或等于6v且小于或等于15v,比如12v。
104.缓启控制模块202包括:第一开关单元、第一电阻和第二电阻。第一电阻的第一端与第二电池的正极连接,第一电阻的第二端与第一开关单元的第一端连接,第一开关单元的第一端还与缓启模块201的第三端连接,第一开关单元的第二端与第二电阻的第一端连接,第一开关单元的第三端接地,第二电阻的第二端用于接收第一缓启模块控制信号以控制缓启模块201导通,或者,用于接收第二缓启模块控制信号以控制缓启模块201的断开。可选地,缓启控制模块202还包括第三电阻,第三电阻的第一端分别与第一开关单元的第二端连接和第二电阻的第一端连接,第三电阻的第二端与第一开关单元的第三端连接后接地。第三电阻可以防止第一开关单元中的开关的误动作,第一电阻和第二电阻为限流电阻。
105.对于第一开关单元:第一种方案中,第一开关单元可包括多个串联的第一开关。其中,第一开关可为三级管,此时,第一开关单元的第一端可为第一开关单元包括的第一个第一开关的集电极,第一开关单元的第二端可为各第一开关的基极,第一开关单元的第三端可为第一开关单元包括的最后一个第一开关的发射级。该种方案中,若第一开关单元中部分第一开关短路,其余的第一开关正常工作仍可使得缓启控制模块正常控制缓启模块的导
通或关断,即第一开关单元包括多个串联的第一开关可以提高缓启控制模块的可靠性,进而提高了电压转换电路的可靠性。
106.对应于第一种方案的缓启控制模块的结构示意图可如图5a所示。参见图5a,缓启控制模块202包括:第一开关单元、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3,第一开关单元包括多个串联连接的第一开关:q1、q1’,
……
。第一电阻r1的第一端与第二电池的正极连接,第一电阻r1的第二端与第一开关单元中的第一个第一开关q1的集电极连接,第一个第一开关q1的集电极还与缓启模块201的第三端连接,第一开关单元包括的各第一开关的基极分别与第二电阻r2的第一端和第三电阻r3的第一端连接,第一开关单元包括的最后一个第一开关q1’的发射级接地;第三电阻r3的第二端与第一开关q1’的发射级连接后接地。
107.第二种方案中,第一开关单元为一个第一开关。第一开关可为三级管,此时,第一开关的第一端为集电极,第一开关的第二端为基极,第一开关的第三端为发射级。该种方案中,缓启控制模块的结构较简单。
108.对应于第二种方案的缓启控制模块的结构示意图可如图5b所示。参见图5b,缓启控制模块202包括:第一开关q1、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3。第一电阻r1的第一端与第二电池的正极连接,第一电阻r1的第二端与第一开关q1的集电极连接,第一开关q1的集电极还与缓启模块201的第三端连接,第一开关q1的基极分别与第二电阻r2的第一端和第三电阻r3的第一端连接,第一开关q1的发射级接地;第二电阻r2的第二端用于输入第一缓启模块控制信号或第二缓启模块控制信号,第三电阻r3的第二端与第一开关q1的发射级连接后接地。
109.对应于本实施例的一种具体的电压转换电路的示意图可如图6中的实线部分所示。参见图6,电压转换电路包括:失效隔离模块101、缓启模块201、缓启控制模块202和电压转换模块102,电压转换模块102包括输出滤波电容c2。失效隔离模块101包括第六开关q6,缓启模块201包括:第二开关q2、第四电阻r4,缓启控制模块202包括:第一开关单元、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3,第一开关单元包括多个串联连接的第一开关:q1、q1’,
……
。第六开关q6的漏极和第四电阻r4的第一端均与第一电池v1的正极连接,第六开关q6的源极和第二开关q2的源极均与输出滤波电容c2的第一端连接,第二开关q2的漏极与电阻r4的第二端连接,输出滤波电容c2的第二端与第一电池v1的负极连接。第一电阻r1的第一端与第二电池的正极连接,第一电阻r1的第二端与第一开关单元包括的第一个第一开关q1的集电极连接,第一个第一开关q1的集电极还与第二开关q2的栅极连接,第一开关单元包括的各第一开关的基极分别与第二电阻r2的第一端和第三电阻r3的第一端连接,第一开关单元包括的最后一个第一开关q1’的发射级接地;第二电阻r2的第二端用于输入第一缓启模块控制信号或第二缓启模块控制信号,第三电阻r3的第二端与第一开关q1’的发射级连接后接地。
110.继续参见图6,车辆启动时,第六开关q6处于断开状态,车辆的处理器向dc/dc变换器发送高压预充指令,dc/dc变换器接收到高压预充指令后,向缓启控制模块发送第一缓启模块控制信号,第一缓启模块控制信号为低电平信号(小于或等于0.9v)。低电平信号从第二电阻r2的第二端输入,使得第一开关单元中的各第一开关的基极电压比发射极电压之间的差值小于0.7v,各第一开关无法导通,处于关断状态。各第一开关关断后,第二开关q2的栅极的电压为第二电池的正极电压,若第一电池的额定电压为12v,则第二电池的额定电压
可为24v,即第二电池的正极电压为24v,第二开关q2的栅极的电压为24v;而第二开关q2的源极电压为输出滤波电容c2第一端的电压,在车辆启动时输出滤波电容c2第一端的电压0,因此第二开关q2的栅极电压远大于第二开关q2的源极电压,第二开关q2导通,第一电池v1和输出滤波电容c2之间形成充电回路,第一电池v1开始为输出滤波电容c2充电。在滤波电容c2的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二预设电压时,dc/dc变换器向第六开关q6的第三端发送第一控制信号,以使第六开关q6导通,此时,电压转换模块102可将第一电池v1输出的低压电流转换成高压电流以对高压母线电容c1充电。
111.可选地,dc/dc变换器确定输出滤波电容c2的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二预设电压时,dc/dc变换器还可以向缓启控制模块发送第二缓启模块控制信号,第二缓启模块控制信号为高电平信号(大于或等于3.3v的电平信号)。高电平信号从第二电阻r2的第二端输入,第一开关单元中的各第一开关的基极电压与发射极电压的差值大于0.7v,各第一开关导通。各第一开关导通后,第二开关q2的栅极相当于接地,即第二开关q2的栅极的电压为0,第二开关q2无法导通,处于断开状态,即缓启模块201断开。
112.高压母线电容c1充电完毕后的具体实现可参照图3所示的电压转换电路在高压母线电容c1充电完毕后的具体实现,此处不再赘述。
113.本实施中,由于缓启控制模块接地,缓启控制模块中的参考地与控制地相同,dc/dc变换器不需要专门的处理器以生成控制缓启模块导通或关断的控制信号,也就是说本实施例的电压转换电路在提高车辆的供电电路可靠性的基础上,可以使得dc/dc变换器较易实现对缓启模块的控制。
114.由于失效隔离模块中的第六开关的参考地与控制地不相同,需要dc/dc变换器中专门的处理器生成控制失效隔离模块导通或关断的第一控制信号和第二控制信号,dc/dc变换器控制失效隔离模块的较复杂,为了使得dc/dc变换器控制失效隔离模块较易实现,本实施例在上述实施例的基础上作了进一步的改进,本实施例中的电压转换电路还包括隔离控制模块203,具体可如图7或图8所示。
115.其中,隔离控制模块203分别与失效隔离模块101的第三端、失效隔离模块101的第一端、失效隔离模块101的第二端以及第二电池的正极连接;隔离控制模块203的一端接地。隔离控制模块203用于在车辆启动过程中,输出滤波电容c2两端的电压被第一电池充至大于或等于第二预设电压时,接收第一隔离模块控制信号以使失效隔离模块101导通,在高压母线电容c1充电完毕后,接收第二隔离模块控制信号以使得失效隔离模块101导通或断开。
116.可选地,隔离控制模块203包括第一控制子模块和与第一控制子模块连接的第二控制子模块;第一控制子模块的一端接地,第二控制子模块分别与失效隔离模块101的第三端、失效隔离模块101的第一端、失效隔离模块101的第二端以及第二电池的正极连接;第一控制子模块用于接收第一隔离模块控制信号以通过第二控制子模块控制失效隔离模块101导通,或者,第一控制子模块用于接收第二隔离模块控制信号以断开与第二控制子模块的连接,以使第二控制子模块控制失效隔离模块101导通或关断。
117.首先,对第一控制子模块进行说明。
118.第一控制子模块包括:第二开关单元和第五电阻;第二开关单元的第一端与第二控制子模块连接,第二开关单元的第二端与第五电阻的第一端连接,第二开关单元的第三端接地,第五电阻的第二端用于接收第一隔离模块控制信号或第二隔离模块控制信号。其
中,第五电阻为限流电阻。可选地,第一控制子模块还包括:第六电阻。第六电阻的第一端分别与第二开关单元的第二端、第五电阻的第一端连接,第六电阻的第二端与第二开关单元的第三端连接后接地。第六电阻可以防止第二开关单元中的开关误动作,第五电阻为限流电阻。
119.对于第二开关单元:第一种方案中,第二开关单元包括多个串联的第三开关。其中,第三开关可为三级管,第二开关单元的第一端可为第二开关单元包括的第一个第三开关的集电极,第二开关单元的第二端可为各第三开关的基极,第二开关单元的第三端可为第二开关单元包括的最后一个第三开关的发射级。
120.对应于第一种方案的第一控制子模块的结构示意图可如图9a所示。参见图9a,第一控制子模块包括:第二开关单元、第五电阻r5和第六电阻r6,第二开关单元包括多个串联的第三开关:q3,q3’,
……
,第三开关为三级管。第二开关单元包括的第一个第三开关q3的集电极与第二控制子模块连接,第二开关单元的各第三开关的基极分别与第五电阻r5的第一端和第六电阻r6的第一端连接,第二开关单元的最后一个第三开关q3’的发射极接地。第六电阻r6的第二端与第三开关q3’的发射极连接后接地。
121.第二种方案中,第二开关单元为一个第三开关。第三开关可为三级管,第三开关的第一端为集电极,第三开关的第二端为基极,第三开关的第三端为发射级。
122.对应于第二种方案的第一控制子模块的结构示意图可如图9b所示。参见图9b,第一控制子模块包括:第三开关q3、第五电阻r5和第六电阻r6,第三开关q3为三级管;第三开关q3的集电极与第二控制子模块连接,第三开关q3的基极分别与第五电阻r5的第一端和第六电阻r6的第一端连接,第三开关q3的发射极接地。第六电阻的第二端与第三开关q3的发射极连接后接地。
123.其次,对第二控制子模块进行说明。
124.在一种方式中,第二控制子模块包括:图腾柱单元和图腾柱控制单元。图腾柱单元分别与失效隔离模块101的第三端、第二电池的正极、失效隔离模块101的第二端、图腾柱控制单元连接;图腾柱控制单元还分别与第二电池的正极、失效隔离模块101的第一端、失效隔离模块101的第二端连接以及第一控制子模块连接。具体地,图腾柱控制单元可与第一控制子模块的第二开关单元的第一端连接。
125.对于图腾柱单元:图腾柱单元包括第七电阻、第八电阻和图腾柱;图腾柱的第一端与失效隔离模块101的第三端连接,图腾柱的第二端与第七电阻的第一端连接,第七电阻的第二端与第二电池的正极连接,图腾柱的第三端与失效隔离模块101的第二端连接,图腾柱的第四端与图腾柱控制单元连接;图腾柱的第四端还与第八电阻的第一端连接,第八电阻的第二端与第二电池的正极连接。
126.对于图腾柱控制单元:图腾柱控制单元包括第九电阻和二级管子单元;二级管子单元分别与图腾柱的第四端、失效隔离模块101的第一端、失效隔离模块101的第二端、第九电阻的第一端以及第一控制子模块连接;第九电阻的第二端与第二电池的正极连接。具体地,第九电阻的第一端与第一控制子模块的第二开关单元的第一端连接。
127.二级管子单元包括第四开关和第五开关;第四开关的第二端与图腾柱的第四端连接,第四开关的第一端、第五开关的第一端均与第一控制子模块连接,所述第四开关的第三端与失效隔离模块101的第二端连接,第四开关的第一端和第五开关的第一端连接后分别
与第九电阻的第一端、第一子控制模块连接,第五开关的第二端和第三端短路连接后与失效隔离模块101的第一端连接。具体地,第四开关的第一端和第五开关的第一端连接后与第一控制子模块的第二开关单元的第一端连接。
128.可选地,第四开关可为npn三级管,第五开关可为pnp三级管,此时,二极管子单元为第四开关和第五开关组成的二级管子单元为等效二极管,其中,第四开关的第一端为基极,第四开关的第二端为集电极,第四开关的第三端为发射级;第五开关的第一端为集电极,第五开关的第二端为基极,第五开关的第三端为发射级。
129.对应于本实施例的一种具体的电压转换电路的示意图可如图10中的实线部分所示。参加图10,电压转换电路包括:失效隔离模块101、缓启模块201、缓启控制模块202、隔离控制模块203和电压转换模块102,电压转换模块102包括输出滤波电容c2。失效隔离模块101包括第六开关q6,缓启模块201包括:第二开关q2、第四电阻r4,缓启控制模块202包括:第一开关单元、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3。隔离控制模块203包括第五电阻r5、第六电阻r6、图腾柱、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第二开关单元、第四开关q4、第五开关q5。第一开关单元包括多个第一开关:q1,q1’,
……
;第二开关单元包括多个第三开关:q3,q3’,
……

130.第六开关q6的漏极和第四电阻r4的第一端均与第一电池v1的正极连接,第六开关q6的源极和第二开关q2的源极均与输出滤波电容c2的第一端连接,第二开关q2的漏极与电阻r4的第二端连接,输出滤波电容c2的第二端与第一电池v1的负极连接。第一电阻r1的第一端与第二电池的正极连接,第一电阻r1的第二端与第一开关单元包括的第一个第一开关q1的集电极连接,第一开关q1的集电极还与第二开关q2的栅极连接,各第一开关的基极分别与第二电阻r2的第一端和第三电阻r3的第一端连接,第一开关单元包括的最后一个第一开关q1’的发射极接地;第三电阻r3的第二端与第一开关q1’的发射极连接后接地。
131.第四开关q4的基极和第五开关q5的集电极连接后分别与第二开关单元包括的第一个第三开关q3的集电极以及第九电阻r9的第一端连接,第九电阻r9的第二端与第二电池的正极连接,第二开关单元包括的各第三开关的基极分别与第五电阻r5的第一端和第六电阻r6的第一端连接,第二开关单元包括的最后一个第三开关q3’的发射极接地,第六电阻r6的第二端与第三开关q3’的发射极连接后接地。
132.图腾柱的第一端与第六开关q6的栅极连接,图腾柱的第二端与第七电阻r7的第一端连接,第七电阻r7的第二端与第二电池的正极连接,图腾柱的第三端与第六开关q6的源极连接,图腾柱的第四端与第四开关q4的集电极连接;图腾柱的第四端还与第八电阻r8的第一端连接,第八电阻r8的第二端与第二电池的正极连接。
133.第四开关q4的发射极与第六开关q6的源极连接,第五开关q5的发射极和基极短路连接后与第六开关q6的漏极连接。
134.继续参见图10,车辆启动时,第六开关q6处于断开状态,车辆的处理器向dc/dc变换器发送高压预充指令,dc/dc变换器接收到高压预充指令后,向缓启控制模块发送第一缓启模块控制信号—低电平信号以使第二开关q2导通,第一电池v1和输出滤波电容c2之间形成充电回路,第一电池v1开始为输出滤波电容c2充电。缓启控制模块接收第一缓启模块控制信号后以使第二开关q2导通的原理参照图7所示的电压转换电路中的阐述。
135.在dc/dc变换器确定输出滤波电容c2的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二
预设电压时,dc/dc变换器向隔离控制模块发送第一隔离模块控制信号,第一隔离模块控制信号为高电平信号(大于或等于3.3v),高电平信号经第五电阻r5的第二端输入,第二开关单元包括的各第三开关的基极电压与发射极电压的差值大于0.7v,各第三开关导通,第四开关q4的基极电压被拉低为0,第四开关q4断开,那么图腾柱的基极电压为第二电池的正极电压,图腾柱导通,第六开关q6的栅极电压也为第二电池的正极电压,第六开关q6的源极电压为滤波电容c2的电压(滤波电容c2的电压为第二预设电压,第二预设电压小于第一电池的正极电压,第二电池的正极电压比第一电池的正极电压至少高6v),那么第六开关q6的栅极电压与源极电压之间的差值大于5v,第六开关q6导通,此时,电压转换模块102可将第一电池v1输出的低压电流转换成高压电流以对高压母线电容c1充电。
136.可选地,dc/dc变换器确定输出滤波电容c2的电压被第一电池v1充电至大于或等于第二预设电压时,dc/dc变换器还可以向缓启控制模块发送第二缓启模块控制信号-高电平信号以使第二开关q2关断,即缓启模块201断开。缓启控制模块接收第二缓启模块控制信号后以使第二开关q2关断的原理参照图7所示的电压转换电路中的阐述。
137.高压母线电容c1充电完毕后,由于输出滤波电容c2的电压会逐渐下降,为了防止将第一电池v1的电压拉低和第六开关q6的损坏,dc/dc变换器向隔离控制模块发送第二隔离模块控制信号,第二隔离模块控制信号为低电平信号,低电平信号输入至第五电阻r5的第二端,使得第二开关单元的各第三开关的基极电压比发射极电压之间的差值小于0.7v,各第三开关断开,相当于隔离控制模块不存在第二开关单元、第五电阻r5和第六电阻r6组成的第一控制子模块,仅存在第二控制子模块。此时,第四开关q4的基极电压为第一电池的正极电压减去第五开关q5的管压降,第四开关q4的发射极电压为输出滤波电容c2的电压,当输出滤波电容c2的电压降低至使得第四开关q4的基极电压与第四开关q4的发射极电压的差值大于0.7v时,第四开关q4导通,此时图腾柱的基极电压被拉低为输出滤波电容c2的电压,图腾柱关断,无法驱动第六开关q6导通,第六开关q6断开,失效隔离模块101关闭。
138.高压母线电容c1充电完毕后,dc/dc变换器还向车辆的处理器发送指示高压预充完成的信息。可选地,车辆的处理器接收到指示高压预充完成的信息后,可控制第一继电器和第二继电器接通,并向dc/dc变换器发送高压直流电转低压直流电的指令。dc/dc变换器收到高压直流电转低压直流电的指令后,持续输入第二隔离模块控制信号—低电平信号至隔离控制模块203,以使第二开关单元中的各第三开关断开,第二控制子模块独立的控制第六开关q6的导通和关闭。
139.第二控制子模块独立的控制第六开关q6的导通和关闭的具体过程可如下:
140.第一继电器和第二继电器接通后,输出滤波电容c2的电压逐渐上升,第四开关q4的基极电压为第一电池的电压加上第五开关q5的管压降,第四开关q4的发射极电压为输出滤波电容c2的电压,当输出滤波电容c2的电压的升高使得第四开关q4的基极电压不大于发射极电压0.7v时,第四开关q4断开。那么图腾柱的基极电压为第二电池的正极电压,图腾柱导通,第六开关q6的栅极电压也为第二电池的正极电压,第六开关q6的源极电压为输出滤波电容c2的电压,输出滤波电容c2的电压略大于第一电池的正极电压,那么第六开关q6的栅极电压与源极电压之间的差值大于5v,第六开关q6导通,实现了电压转换电路中的电压转换模块102将高压直流电转化成低压直流电以为车辆上的低压部件供电,车辆开始正常运行。
141.若dc/dc变换器的电压转换模块102失效,输出滤波电容c2的电压逐渐降低,此时,第四开关q4的基极电压为第一电池的正极电压加上第五开关q5的管压降,第四开关q4的发射极电压为输出滤波电容c2的电压,当输出滤波电容c2的电压的降低使得第四开关q4的基极电压与第四开关q4的发射极电压的差值大于0.7v时,第四开关q4导通,此时图腾柱的基极电压被拉低为输出滤波电容c2的电压,图腾柱关断,无法驱动第六开关q6导通,第六开关q6断开,失效隔离模块101关闭,从而防止了第一电池v1被拉低以及失效隔离模块101被烧坏。
142.对应于本实施例的另一种具体的电压转换电路的示意图可如图11中的实线部分所示。参见图11,电压转换电路包括:失效隔离模块101、缓启模块201、隔离控制模块203和电压转换模块102,电压转换模块102包括输出滤波电容c2。失效隔离模块101包括第六开关q6,缓启模块201包括:第四电阻r4。隔离控制模块203包括第五电阻r5、第六电阻r6、图腾柱、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第二开关单元、第四开关q4、第五开关q5。第二开关单元包括多个第三开关:q3,q3
’……

143.第六开关q6的漏极和第四电阻r4的第一端均与第一电池v1的正极连接,第六开关q6的源极和第四电阻r4的第二端均与输出滤波电容c2的第一端连接,输出滤波电容c2的第二端与第一电池v1的负极连接。
144.第四开关q4的基极和第五开关q5的集电极连接后分别与第二开关单元包括的第一个第三开关q3的集电极以及第九电阻r9的第一端连接,第九电阻r9的第二端与第二电池的正极连接,第二开关单元包括的各第三开关的基极分别与第五电阻r5的第一端和第六电阻r6的第一端连接,第二开关单元包括的最后一个第三开关q3’的发射极接地,第六电阻r6的第二端与第三开关q3’的发射极连接后接地。图腾柱的第一端与第六开关q6的栅极连接,图腾柱的第二端与第七电阻r7的第一端连接,第七电阻r7的第二端与第二电池的正极连接,图腾柱的第三端与第六开关q6的源极连接,图腾柱的第四端与第四开关q4的集电极连接;图腾柱的第四端还与第八电阻r8的第一端连接,第八电阻r8的第二端与第二电池的正极连接。第四开关q4的发射极与第六开关q6的源极连接,第五开关q5的发射极和基极短路连接后与第六开关q6的漏极连接。
145.继续参见图11,车辆启动时,第六开关q6处于断开状态,车辆的处理器向dc/dc变换器发送高压预充指令,dc/dc变换器接收到高压预充指令后,判断输出滤波电容c2是否已经被第一电池充电至电压大于或等于第二预设电压,若是,则向隔离控制模块发送第一隔离模块控制信号-高电平信号以使第六开关q6导通,若否,则在dc/dc变换器确定输出滤波电容c2的电压大于或等于第二预设电压时,向隔离控制模块发送第一隔离模块控制信号-高电平信号以使第六开关q6导通。第六开关q6导通后,电压转换模块102可将第一电池v1输出的低压电流转换成高压电流以对高压母线电容c1充电。高压母线电容c1充电完毕后,由于输出滤波电容c2的电压会逐渐下降,为了防止将第一电池v1的电压拉低和第六开关q6的损坏,dc/dc变换器向隔离控制模块发送第二隔离模块控制信号-低电平信号,以使第六开关q6断开,失效隔离模块101关闭。
146.高压母线电容c1充电完毕后,dc/dc变换器还向车辆的处理器发送指示高压预充完成的信息。可选地,车辆的处理器接收到指示高压预充完成的信息后,可控制第一继电器和第二继电器接通,并向dc/dc变换器发送高压直流电转低压直流电的指令。dc/dc变换器
收到高压直流电转低压直流电的指令后,持续输入第二隔离模块控制信号-低电平信号至隔离控制模块203,以使第二开关单元包括的各第三开关q3断开,第二控制子模块独立的控制第六开关q6的导通和关闭。其中,第二控制子模块独立的控制第六开关q6的导通和关闭的具体过程参照图10所述的电压转换电路中的阐述,此处不再赘述。
147.本实施例中,由于隔离控制模块接地,隔离控制模块中的参考地与电源地相同,不需要dc/dc变换器专门的处理器以生成控制隔离模块导通或关断的控制信号,也就是说本实施例在提高车辆的供电电路的可靠性的基础上,使得dc/dc变换器对隔离控制模块的控制较易实现。
148.此外,若本技术实施例中的dc/dc变换器相对于目前的dc/dc变换器增加的模块的成本低于预充电电路的成本,则本技术实施例中的电压转换电路还可以降低车辆的供电电路的成本。
149.本技术实施例还提供了一种dc/dc变换器,本实施例的dc/dc变换器可包括上述任一实施例中所述的电压转换电路。
150.本实施例的dc/dc变换器由于电压转换电路中缓启模块的设置,使得存在失效隔离模块的dc/dc变换器,在车辆启动时能够将低压电池输出的低压直流电转化成高压直流电以对高压母线电容进行充电,从而可将车辆的供电电路中的预充电电路省略,提高了车辆的供电电路的可靠性。
151.图12为本技术实施例提供的车辆的结构示意图,参加图12,本实施例的车辆包括上一实施例中所述的双向dc/dc变换器。
152.本实施例中的车辆包括的dc/dc变换器由于电压转换电路中缓启模块的设置,使得存在失效隔离模块的dc/dc变换器,在车辆启动时,能够将低压电池输出的低压直流电转化成高压直流电以对高压母线电容进行充电,从而可将车辆的供电电路中的预充电电路省略,提高了车辆的供电电路的可靠性。
153.可以理解的是,在本发明中涉及的各种编号(例如第一开关、第二开关等)仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本发明的实施例的范围。
再多了解一些

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