专利名称：一种大功率车载dc/dc转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于直流电源领域，尤其涉及一种大功率车载DC/DC转换器。
背景技术：
随着世界汽车产量的急剧增长，传统内燃机汽车带来的能源危机和环境污染等问题日益严重，迫使人们不得不重新考虑未来汽车的动力问题。电动汽车可以实现零排放，并且是使用电力作为驱动力，电力属于再生能源，因此其成为当前汽车工业发展和研究的一个热点。但是电动汽车电源电压一般比较高，而一般汽车都使用低于36伏的低压电器，所以在电动车上安装DC/DC转换器来提供低压电源必不可少。但在电动车上安装的DC/DC转换器不同于一般的开关电源，它既要符合电动车的电器标准，而且在功率上要满足所有用电器的功率要求，故该DC/DC转换器功率较大。可见，由于上述DC/DC转换器功率较大，在突然上电时会造成很大的电流冲击，继而损坏相关器件，因此，如何防止大功率DC/DC转换器在上电瞬间的大电流造成的冲击成为该领域亟待解决的问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种大功率车载DC/DC转换器，用于解决DC/DC转换器由于功率较大，在突然上电时会造成电流冲击的问题，实现保护相关器件的目的。为此，本实用新型提供如下技术方案:—种大功率车载DC/DC转换器,包括直流电输入模块以及用于将所述直流电输入模块输入的直流电压信号转换为预设直流电压信号的电压转换模块；其中，所述直流电输入模块包括:线圈点连接于车辆直流电源的正极的继电器；一端连接于车辆直流电源的负极、另一端连接于所述继电器的常开点，并用于为所述电压转换模块输入直流电压信号的功率电源模块；连接于所述功率电源模块两端，用于对所述继电器进行控制的辅助电源模块；一端连接于所述功率电源模块的输入端、另一端连接于所述继电器的常闭点，用于防止突然上电时，充电电流过大的预充电电阻模块。优选的，所述功率电源模块包括整流电容模块、滤波电容模块和放电电阻模块，其中:所述整流电容模块，一端连接于所述车辆直流电源的负极、另一端连接于所述继电器的常开点；所述滤波电容模块，连接于所述整流电容模块的两端；所述放电电阻模块，连接于所述滤波电容模块的两端。[0017]优选的，所述预充电电阻模块包括预充电电阻，所述预充电电阻一端连接于所述功率电源模块的输入端、另一端连接于所述继电器的常闭点。优选的，所述直流电输入模块还包括防反接二极管和扼流圈，其中:所述防反接二极管的正极连接于车辆直流电源的正极；所述扼流圈连接于所述反接二极管的负极与车辆直流电源的负极之间。优选的，所述车辆直流电源具体为320V直流电源。优选的，所述电压转换模块包括:用于调节PWM，使其满足电压与电流不超过设定值的PWM控制模块；与所述功率电源模块及所述PWM控制模块相连的，用于在所述PWM控制模块的控制下输出320v交流电压信号的功率驱动模块；与所述功率驱动模块相连，用于在所述功率驱动模块驱动下，把320v交流电压信号变为40v交流电压信号的变压器模块；与所述变压器模块相连，用于把所述40v交流电压信号整流为40v直流脉动信号的输出整流模块；与所述输出整流模块相连，用于把所述40v直流脉动信号滤波为13.6v信号的输出电感滤波模块；与所述输出电感滤波模块相连，用于使所述13.6v信号更加平稳的输出的输出电容整流模块；与所述电容整流模块及所述PWM控制模块相连，用于把输出的电压、电流反馈给所述PWM控制模块，以便调节PWM的反馈模块。优选的，所述功率驱动模块包括:光耦；与所述光耦相连的IR2110芯片；与所述IR2110芯片相连的、并被其驱动的MOS管。优选的，所述功率驱动模块还包括与所述IR2110芯片相连，用于延时开启所述IR2110芯片的使能端的RC电路。优选的，所述变压器模块包括两个输入端串联、输出端并联的变压器。。本实用新型实施例提供的大功率车载DC/DC转换器，包括直流电输入模块和电压转换模块，其中所述直流电输入模块包括继电器、功率电源模块、辅助电源模块和预充电电阻模块。工作于继电器释放状态下的所述预充电电阻模块即是为防止该DC/DC转换器突然上电时，充电电流过大而设计，具体地，突然上电时，在预充电电阻模块的阻流作用下可实现小电流对所述功率电源模块进行预充电，继而可保护相关器件，例如可保护所述继电器不被大电流冲击而烧坏。从而本实用新型解决了上述DC/DC转换器由于功率较大，在突然上电时会造成电流冲击的问题。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。图1是本实用实施例一提供的大功率车载DC/DC转换器的一种结构不意图；图2是本实用实施例一提供的直流电输入模块的电路连接图；图3是本实用实施例一提供的电压转换模块的结构示意图；图4是本实用实施例二提供的大功率车载DC/DC转换器的另一种结构示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结解释如下:PWMiPulse Width Modulation (脉冲宽度调制)，是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。DC/DC:是指直流转直流电源。下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。本实用新型公开了一种大功率车载DC/DC转换器，以下将通过多个实施例对本实用新型进行详细介绍。实施例一本实用新型实施例一公开了大功率车载DC/DC转换器的一种结构，请参见图1，该大功率车载DC/DC转换器包括直流电输入模块100以及用于将所述直流电输入模块输入的直流电压信号转换为预设直流电压信号的电压转换模块200 ;所述直流电输入模块包括继电器110、功率电源模块120、辅助电源模块130和预充电电阻模块140，其中:继电器110的线圈点连接于车辆直流电源的正极。本实施例中，继电器110具体为输入继电器。功率电源模块120，一端连接于车辆直流电源的负极、另一端连接于继电器110的常开点，并用于为电压转换模块200输入直流电压信号。本实施例中，车辆直流电源为可提供320v直流电压的320v直流电源，具体地，请参见图2所示的直流电输入模块100的电路连接图，功率电源模块120包括整流电容模块121、滤波电容模块122和放电电阻模块123，其中，整流电容模块121的一端连接于车辆直流电源的负极、另一端连接于继电器110的常开点，整流电容模块121可将电路的脉冲的、不稳定的直流电变得稳定；滤波电容模块122连接于整流电容模块121的两端，该滤波电容模块122可将高频干扰滤掉，使320v直流电源的电压更加平滑；放电电阻模块123连接于滤波电容模块122的两端，该放电电阻模块123用于在无电压输入后，即DC/DC转换器不工作时，将整流电容模块121、滤波电容模块122的电压放掉，以防止DC/DC转换器不工作时还带有电压。辅助电源模块130，连接于功率电源模块120两端，用于对继电器110进行控制。具体地，辅助电源模块130用于判断整流电容模块121的电压是否达到要求，以及判断电路是否存在故障，若整流电容模块121的电压达到预设要求，则控制继电器110导通。预充电电阻模块140，一端连接于功率电源模块120的输入端、另一端连接于继电器110的常闭点，用于防止突然上电时，充电电流过大。本实施例中，预充电电阻模块140具体包括一预充电电阻，该预充电电阻一端连接于功率电源模块120的输入端、另一端连接于继电器110的常闭点。在以上对各器件进行介绍的基础上，对本实用新型的直流电输入模块100的工作原理进行介绍。其工作原理具体为:直流电输入模块100包括的各个电路器件相应于继电器的释放及吸合两种工作状态，存在两种工作回路:预充电回路和继电器导通后的回路。其中，当DC/DC转换器开始工作，即开始上电时，继电器工作于释放状态，则连接于继电器常闭点的预充电电阻被接入电路，此时直流电输入模块的各器件构成预充电回路，具体地，车辆直流电源即320v直流电源通过预充电电阻对功率电源模块进行小电流预充电，且预充电过程中辅助电源模块对功率电源模块的电压进行判断，如具体可对其中的整流电容模块的电压进行判断，并检查预充电电路是否存在故障，若整流电容模块的电压达到预设要求，如当整流电容模块的电压高于车辆直流电源电压的90%，且电路无故障时，辅助电源模块控制继电器导通，预充电结束。继电器导通后，继电器处于吸合状态，从而预充电电阻被断开，直流电输入模块工作于继电器导通后的回路，此时直流电压信号，即320v直流电压信号被传输至电压转换模块。综上，本实用新型上电时，接通了预充电电阻，在预充电电阻的阻流作用下，可实现小电流给整流电容模块充电，继而保护输入继电器不被大电流冲击而烧坏，只有当车辆直流电源通过预充电电阻对整流电容模块充电至预设要求，如整流电容模块的电压高于输入电源的90%时，输入继电器才导通，继电器导通后，把预充电电阻断开，再把电压信号传输至后面的电压转换模块中。请参见图3，电压转换模块200包括PWM控制模块210、与功率电源模块120及PWM控制模块210相连的功率驱动模块220、与功率驱动模块220相连的变压器模块230、与变压器模块230相连的输出整流模块240、与输出整流模块240相连的输出电感滤波模块250、与输出电感滤波模块250相连的输出电容整流模块260、与输出电容整流模块260及PWM控制模块210相连的反馈模块270。其中，功率驱动模块220具体包括:用于对PWM控制模块210输出的电压信号进行光耦隔离的光耦、与光耦相连的IR2110芯片、与IR2110芯片相连的、并被IR2110芯片驱动的MOS管，该MOS管用于作为变压器模块230的功率驱动器件。本实施例中，变压器模块230具体包括两个输入端串联、输出端并联的变压器。与等功率的单个变压器相比，本实施例的上述连接方式下的两个变压器的输入电压是单个变压器的一半，且可以获得更好的散热效果，还可使构造出的DC/DC转换器的总体积更小。电压转换模块200的具体工作原理为:PWM控制模块210调节PWM，使其满足电压信号与电流信号分别对应的电压值、电流值不超过设定值；功率驱动模块220，在PWM控制模块210的控制下输出320v交流电压信号，并驱动变压器模块230中变压器的原边；在功率驱动模块220的驱动下，变压器模块230中的变压器将320v交流电压信号变为40v交流电压信号，并通过其副边将40v交流电压信号输出至输出整流模块240 ;在输出整流模块240内，40v交流电压信号被整流为40v直流脉动信号；之后，输出电感滤波模块250将40v的直流脉动信号滤波为13.6v信号；为了使输出的13.6v信号更加平稳，输出电容整流模块260对上述13.6v信号进行整流，整流后的电压信号，即为电动车电器所需要的电源信号。同时，为达到稳压稳流的效果反馈模块260把输出电容整流模块260输出的电压电流信号反馈给上述PWM控制模块，以便其调节PWM，最终实现稳压稳流。综上所述，本实用新型实施例提供的大功率车载DC/DC转换器，包括直流电输入模块100和电压转换模块200，其中直流电输入模块100包括继电器110、功率电源模块120、辅助电源模块130和预充电电阻模块140。工作于继电器释放状态下的预充电电阻模块140即是为防止该DC/DC转换器突然上电时，充电电流过大而设计，具体地，突然上电时，在预充电电阻模块140的阻流作用下可实现小电流对所述功率电源模块120进行预充电，继而可保护相关器件，例如可保护继电器110不被大电流冲击而烧坏。从而本实用新型解决了上述DC/DC转换器由于功率较大，在突然上电时会造成电流冲击的问题。实施例二本实用新型实施例二基于实施例一公开了大功率车载DC/DC转换器的另一种结构，请参见图4，其在实施例一提供的大功率车载DC/DC转换器的结构基础之上，直流电输入模块100还包括防反接二极管150和扼流圈160，其中:防反接二极管150的正极连接于车辆直流电源的正极；扼流圈160连接于所述反接二极管的负极与车辆直流电源的负极之间。本实施例二的防反接二极管150可防止由于320伏直流电源的正负极接反而烧坏器件这一现象的发生；扼流圈160可消除共模干扰。本实施例二中大功率车载DC/DC转换器的其他组成部分与实施例一提供的大功率车载DC/DC转换器完全相同，具体请参照实施例一的相关部分介绍，此处不再赘述。实施例三本实用新型实施例三基于实施例一和实施例二，公开了大功率车载DC/DC转换器的又一种结构，其在实施例一或二公开的大功率车载DC/DC转换器的结构的基础上,还包括与功率驱动模块220中的IR2110芯片相连的，用于延时开启IR2110芯片的使能端的RC电路。由于本实用新型提供的大功率车载DC/DC转换器在上电瞬间，各种电压都刚进入初始状态，有些器件电压上得快，有些上的慢，而上述IR2110芯片在工作电压稳定前，本身存在某些不确定性，使得在上电瞬间被驱动的器件极易产生直通，烧坏的几率很大。为此，本实施例采用RC延时开启上述IR2110芯片的使能，具体地，延时通过简单的RC电路实现，即用RC电路在IR2110的“使能”端做高低电平延时，这样就不会因状态不稳而烧毁器件。以下为RC延时电路的延时时间计算公式:t=-RXCX In [(E-V) /E]式中，“一”为负号；电阻R和电容C是串联，R的单位为Q，C的单位为F;E是输入电压，V为电容两端充电要达到的电压，In是以e为底的自然对数。充电电阻或者电容越大，延时时间就越长。[0080]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，包括直流电输入模块以及用于将所述直流电输入模块输入的直流电压信号转换为预设直流电压信号的电压转换模块； 其中，所述直流电输入模块包括: 线圈点连接于车辆直流电源的正极的继电器； 一端连接于车辆直流电源的负极、另一端连接于所述继电器的常开点，并用于为所述电压转换模块输入直流电压信号的功率电源模块； 连接于所述功率电源模块两端，用于对所述继电器进行控制的辅助电源模块； 一端连接于所述功率电源模块的输入端、另一端连接于所述继电器的常闭点，用于防止突然上电时，充电电流过大的预充电电阻模块。
2.根据权利要求1所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述功率电源模块包括整流电容模块、滤波电容模块和放电电阻模块，其中: 所述整流电容模块，一端连接于所述车辆直流电源的负极、另一端连接于所述继电器的常开点； 所述滤波电容模块，连接于所述整流电容模块的两端； 所述放电电阻模块，连接于所述滤波电容模块的两端。
3.根据权利要求1所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述预充电电阻模块包括预充电电阻，所述预充电电阻一端连接于所述功率电源模块的输入端、另一端连接于所述继电器的常闭点。
4.根据权利要求1所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述直流电输入模块还包括防反接二极管和扼流圈，其中: 所述防反接二极管的正极连接于车辆直流电源的正极； 所述扼流圈连接于所述反接二极管的负极与车辆直流电源的负极之间。
5.根据权利要求1所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述车辆直流电源具体为320v直流电源。
6.根据权利要求5所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述电压转换模块包括: 用于调节PWM，使其满足电压与电流不超过设定值的PWM控制模块； 与所述功率电源模块及所述PWM控制模块相连的，用于在所述PWM控制模块的控制下输出320v交流电压信号的功率驱动模块； 与所述功率驱动模块相连，用于在所述功率驱动模块驱动下，把320v交流电压信号变为40v交流电压信号的变压器模块； 与所述变压器模块相连，用于把所述40v交流电压信号整流为40v直流脉动信号的输出整流模块； 与所述输出整流模块相连，用于把所述40v直流脉动信号滤波为13.6v信号的输出电感滤波模块； 与所述输出电感滤波模块相连，用于使所述13.6v信号更加平稳的输出的输出电容整流模块； 与所述电容整流模块及 所述PWM控制模块相连，用于把输出的电压、电流反馈给所述PWM控制模块，以便调节PWM的反馈模块。
7.根据权利要求6所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述功率驱动模块包括: 光率禹; 与所述光耦相连的IR2110芯片； 与所述IR2110芯片相连的、并被其驱动的MOS管。
8.根据权利要求7所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述功率驱动模块还包括与所述IR2110芯片相连，用于延时开启所述IR2110芯片的使能端的RC电路。
9.根据权利要求6所述的大功率车载DC/DC转换器，其特征在于，所述变压器模块包括两个输入端串联、输出端并联的变 压器。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率车载DC/DC转换器，其包括直流电输入模块和电压转换模块；其中所述直流电输入模块包括线圈点连接于车辆直流电源的正极的继电器；一端连接于车辆直流电源的负极、另一端连接于所述继电器的常开点的的功率电源模块；连接于所述功率电源模块两端的辅助电源模块；一端连接于所述功率电源模块的输入端、另一端连接于所述继电器的常闭点的预充电电阻模块。所述预充电电阻模块即是为防止该DC/DC转换器突然上电时，充电电流过大而设计，具体地，突然上电时，在预充电电阻的阻流作用下可实现小电流对所述功率电源模块进行充电，继而可保护相关器件，例如可保护所述输入继电器不被大电流冲击而烧坏。
文档编号H02M1/36GK203056962SQ20122074262
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月30日 优先权日2012年12月30日
发明者叶燕章, 李斌, 梁志毅, 张发, 陈显鑫, 叶建奎, 唐建忠 申请人:柳州五菱汽车有限责任公司, 柳州五菱汽车工业有限公司