一种整流电路以及直流‑直流变换器的制作方法

本实用新型涉及能源技术领域，具体涉及一种整流电路以及直流-直流变换器。

背景技术：

近年来，随着新能源汽车行业的迅速发展，大功率高压动力电池被广泛采用，大功率高压动力电池的电压一般为100-750V的直流电压，而车辆设备需要的供电电压往往在12-30V之间，为了满足车辆设备的供电电压需求，一般采用直流-直流(英文：Direct Current/Direct Current，DC/DC)变换器将高电压(100-750V)转换为低电压(12-30V)，由于车辆设备的功率一般在1KW-6KW之间，DC/DC变换器的输出电流一般为400A左右，输出电流较大。在大电流回路中，为了尽可能减小线路阻抗，降低线路损耗，一般在输出的正负极线路中安装铜排，通过铜排走电流。采用铜排的方式虽然可以有效降低线路损耗，但是铜排成本较高，制造工艺比较复杂，并且体积较大。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种整流电路以及直流-直流变换器，可以减少直流-直流变换器的体积，降低线路损耗。

本实用新型实施例第一方面公开了一种整流电路，应用于直流-直流DC/DC变换器，包括变压器、开关管、电容和负载阻抗，其中：

所述变压器的次级线圈的正极连接所述负载阻抗的正极和所述电容的正极；

所述变压器的次级线圈的负极连接所述开关管的漏极；

所述开关管的源极连接所述DC/DC变换器的金属外壳；

所述DC/DC变换器的金属外壳连接所述负载阻抗的负极和所述电容的负极；

所述开关管的栅极接入脉冲宽度调制PWM信号。

本实用新型实施例第一方面公开了一种直流-直流变换器，包括变压器、开关管、铝基板和金属底板，其中：

所述金属底板上设置所述铝基板；

所述铝基板和所述金属底板上均开设若干个盲孔，所述铝基板与所述金属底板通过安装在所述若干个盲孔内的螺丝钉固定连接；所述开关管的漏极连接所述变压器的负极，所述开关管的源极连接所述铝基板，所述直流-直流变换器的输出负极连接所述金属底板，所述直流-直流变换器的输出正极连接所述变压器的正极，所述开关管的栅极接入脉冲宽度调制PWM信号。

本实用新型实施例中的整流电路应用于直流-直流DC/DC变换器，包括变压器、开关管、电容和负载阻抗，变压器的次级线圈的正极连接负载阻抗的正极和电容的正极；变压器的次级线圈的负极连接开关管的漏极；开关管的源极连接DC/DC变换器的金属外壳；DC/DC变换器的金属外壳连接负载阻抗的负极和电容的负极；开关管的栅极接入脉冲宽度调制PWM信号。本实用新型实施例中的整流电路采用直流-直流变换器的金属外壳作为输出负极，可以省掉输出负极铜排，减少直流-直流变换器的体积，由于采用金属外壳比使用铜排使得输出回路更短，可以降低线路损耗。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅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是本实用新型实施例公开的一种整流电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的一种PWM信号示意图；

图3是本实用新型实施例公开的一种直流-直流变换器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通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方式，都应属于本实用新型保护的范围。

为便于描述，这里可以使用诸如“在…之下”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对性术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。可以理解，当一个元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或耦接到另一元件或层，或者可以存在居间元件或层。

可以理解，这里所用的术语仅是为了描述特定实施例，并非要限制本实用新型。在这里使用时，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式。进一步地，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”表明所述特征、整体、步骤、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、元件、组件和/或其组合的存在或增加。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

本实用新型实施例提供一种整流电路以及直流-直流变换器，可以减少直流-直流变换器的体积，降低线路损耗。以下分别进行详细说明。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例公开的一种整流电路的结构示意图。如图1所示，本实施例中所描述的整流电路，应用于直流-直流DC/DC变换器，包括变压器101、开关管102、电容103和负载阻抗104，其中：

变压器101的次级线圈的正极连接负载阻抗104的正极和电容103的正极；

变压器101的次级线圈的负极连接开关管102的漏极；

开关管102的源极连接DC/DC变换器的金属外壳105；

DC/DC变换器的金属外壳105连接负载阻抗104的负极和电容103的负极；

开关管102的栅极接入脉冲宽度调制PWM信号。

本实用新型实施例中，变压器101的初级线圈连接高压动力电池，高压动力电池的输出电压一般为100-750V的直流电压，通过设置初级线圈与次级线圈的匝数，变压器101可以将初级线圈输入的高电压转换为低电压(例如，14V)从次级线圈输出，次级线圈的正极连接负载阻抗104的正极和电容103的正极；其中，电容103用于对隔离变压器101输出的直流电储能及滤波。变压器101的次级线圈的负极连接开关管102的漏极；开关管102的源极连接DC/DC变换器的金属外壳105，金属外壳105具有厚度薄，面积较大，电阻小等优点，金属外壳105允许通过大电流，由于等效电阻小，线路阻抗也较小。金属外壳105可以由银、铜、铝、铁等金属或者合金组成。DC/DC变换器的金属外壳105连接负载阻抗104的负极和变压器101的次级线圈的负极。

开关管102的栅极接入脉冲宽度调制PWM信号。整流电路的输出电流可以通过开关管102的栅极接入的PWM信号来控制。本实用新型实施例中的开关管102用于整流，开关管102可以为二极管，也可以为MOS管，其中，图1中以MOS管为例，MOS管可以为NMOS管、PMOS管等。

采用图1所示的整流电路，在整流电路的负极输出采用金属外壳105，可以省掉整流电路的负极输出所使用的铜排，减少DC/DC变换器的体积，同时使得输出回路较铜排而言更短，可以降低线路损耗。

在一个实施例中，整流电路根据PWM信号的占空比调整整流电路的电流；其中，PWM信号的占空比越高，整流电路的电流越大。PWM信号可以通过PWM控制芯片产生。

举例来说，请参阅图2，图2是本实用新型实施例公开的一种PWM信号示意图，如图2所示，图2上面的PWM信号的占空比为80％，图2下面的PWM信号的占空比为40％。若整流电路输出的最大电流为400A，且开关管102为NMOS管，当PWM信号的占空比为80％时，整流电路输出的实际电流为400A*80％＝320A，当PWM信号的占空比为40％时，且开关管102为NMOS管，整流电路输出的实际电流为400A*40％＝160A，当PWM信号的占空比为其他值时，整流电路输出的实际电流可以以此类推。

本实用新型实施例可以通过调节PWM信号的占空比来调节整流电路的输出电流。

在一个实施例中，DC/DC变换器安装于车辆上，DC/DC变换器的金属外壳连接车辆的金属车架，金属车架连接负载阻抗的负极。DC/DC变换器的金属外壳与车辆的金属车架连接之后，可以通过车辆的金属车架走电流，在实际应用中，为进一步降低线路损耗，通常采用搭铁或线束将DC/DC变换器输出负极与低压蓄电池负极连接。

在一个实施例中，变压器为高频隔离变压器。

采用高频隔离变压器可以实现初次级电气隔离，高频隔离变压器的绝缘性能优异，高频变压器可以将输入的高电压通过PWM脉宽控制，从次级输出较低的安全电压，人触摸后不会触电。采用高频隔离变压器可以提高整流电路的安全性。

在一个实施例中，DC/DC变换器的金属外壳为铝合金。铝合金密度较小，机械强度较高，导电性能好，可用于承载重物和用于大电流传输。

在一个实施例中，DC/DC变换器的金属外壳包括铝基板和金属底板。

金属外壳可以由铝基板和金属底板组成，其中，铝基板用于连接开关管和变压器，金属底板用于连接负载阻抗。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例公开的一种直流-直流变换器的结构示意图，如图3所示，该直流-直流变换器包括变压器301、开关管302、铝基板303和金属底板304，其中：

金属底板304上设置铝基板303；

铝基板303和金属底板304上均开设若干个盲孔305，铝基板303与金属底板304通过安装在若干个盲孔305内的螺丝钉306固定连接；开关管302的漏极连接变压器301的负极，开关管302的源极连接铝基板，直流-直流变换器的输出负极连接金属底板304，直流-直流变换器的输出正极连接变压器301的正极，开关管302的栅极接入脉冲宽度调制PWM信号。本实用新型实施例中的开关管302可以为MOS管，例如NMOS管、PMOS管等。

本实用新型实施例中，高压直流电通过变压器301(例如，高频隔离变压器)降压，开关管302整流之后，得到电压较低的直流电。输出电流回路包括：变压器301的正极、输出正极铜排A、负载、输出负极B、铝基板303与金属底板304、开关管302、变压器301的负极。直流-直流变换器的输出负极B采用铝基板303与金属底板304集成的方法，具有如下优点：1、不需要安装负极铜排、既节省了物料成本，也进一步缩小体积；2、以直流-直流变换器的整个金属外壳作为负极，等效电阻极低，进一步降低损耗，提高效率；3、铝基板303通过螺丝钉306安装在金属底板304上，采用螺丝钉固定的方法，生成工艺简单。

在一个实施例中，直流-直流变换器根据PWM信号的占空比调整直流-直流变换器的输出电流；其中，PWM信号的占空比越高，直流-直流变换器的输出电流越大。

本实用新型实施例可以通过调节PWM信号的占空比来调节整流电路的输出电流。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一些示例”或类似“第一实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本实用新型实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本实用新型实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上对本实用新型实施例所提供的一种整流电路以及直流-直流变换器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。