针对反向电池连接的保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开涉及连接到电动车辆中的电池的、针对反向电池连接的保护系统。
【背景技术】
[0002]近来，环保型车辆，特别是电动车辆由于环境问题而受到关注。
[0003]车辆上的用于充电目的的一些电子部件，包括高压电池、为高压电池充电的车载充电器(OBC)、低压电池、负载设备、低压DC-DC转换器(LDC)等。
[0004]LDC或OBC用于将高压电池的电压转换成低压以对低压电池充电或传输电力至负载设备。
[0005]LDC使用这种电能对低压电池充电并传输电力至负载设备。
[0006]在除电动车辆之外的传统车辆中的各种电子部件都使用小功率电池来运行(例如，12V的电池)。
[0007]在这种电子部件的情况下，由于小功率电池的更换或操作错误，会发生反向连接，并且反向连接会导致电子部件与小功率电池之间的短路，从而损坏电子部件的电路。
[0008]通常，针对反向连接用的高压保护二极管、瞬态电压抑制器或熔丝被用于在小功率电池反向连接时保护电路。
[0009]具体地，通常采用如图1a所示的二极管。这种二极管通过在小功率电池反向连接时阻止整个电路的电流来保护电路免于反向连接所导致的损坏。
[0010]然而，如图1b所示，在电池以正常正向被连接的情况下，由于发生在针对反向连接的保护电路的二极管中的导电损失，会降低整个系统的电效率。
[0011]而且，在使用电动车辆的高容量输出电子部件的情况下，在小功率电池反向连接时会在电子部件和二极管之间发生短路，从而会损坏电路。而且，在OBC或LDC的情况下，其输出端子的电流流向小功率电池，二极管沿电流方向连接，并且针对反向连接的保护电路中的二极管沿与位于OBC或LDC的输出端子处的二极管的方向相反的方向而连接。因此，采用二极管的反向连接保护电路不能被施加于作为高容量输出电子部件的OBC或LDC。
[0012]随着其大部分采用电能驱动的环保车辆由于环境问题而引起更多的关注，上述问题变得越来越重要。因此，有必要开发一种技术来防止电动车辆中的电池的反向连接或在电池被反向连接时保护电路。
【发明内容】
[0013]多个实施例提供了一种栅极驱动电路，用于防止电路由于LDC或OBC中的小功率电池的反向连接而损坏，该LDC或OBC是用于环保车辆或电动车辆中的高容量输出电子设备，还提供了一种包括该栅极驱动电路的针对反向电池连接的保护系统，以及一种该保护系统的工作方法。
[0014]在一个实施例中，根据实施例的针对反向电池连接的保护系统包括:控制器，其构造成使用第一 DC电压输出第一方波信号；变压器，其构造成输出通过变换该第一方波信号所获得的第二方波信号；整流器，其构造成对该第二方波信号进行整流以输出第二 DC电压；以及晶体管，其构造成使用该第二 DC电压执行针对电池反向连接的保护。
[0015]在下面的附图和说明中提及了一个或多个实施例的细节。从该说明书和附图以及从权利要求中，其他特征将是显而易见的。
【附图说明】
[0016]图1是示出包括二极管的针对反向电池连接的传统保护系统的电路图。
[0017]图2是示出根据实施例的针对反向电池连接的保护系统的框图。
[0018]图3是示出根据实施例的栅极驱动电路的电路图。
[0019]图4是示出根据实施例的栅极驱动电路中的每个端子的电压的示意图。
[0020]图5是示出根据另一个实施例的栅极驱动电路中的每个端子的电压的示意图。
[0021]图6是示出根据实施例的栅极驱动电路的工作方法的流程图。
[0022]图7是示出根据实施例的N-MOSFET的结构的示意图。
【具体实施方式】
[0023]根据第一实施例的针对反向电池连接的保护系统包括:控制器，其构造成使用第一 DC电压将包括第三方波信号和第四方波信号的第一方波信号输出到变压器的输入端子；变压器，其构造成输出通过变换第一方波信号所获得的第二方波信号；整流器，其构造成对第二方波信号进行整流以输出第二 DC电压；以及晶体管，其构造成使用第二 DC电压执行针对电池反向连接的保护。
[0024]在另一个实施例中，第三方波信号的最大电压可以是第一 DC电压，第三方波信号的最小电压可以是0V。
[0025]在又一个实施例中，第四方波信号可以相对于第三方波信号具有180度的相位差。
[0026]在又一个实施例中，第二方波信号的最大电压可以是第一 DC电压，第二方波信号的最小电压可以约是0V。
[0027]在又一个实施例中，控制器可以包括具有时钟和计数器的数字信号处理器(DSP)，其中第一至第四方波信号的方波可由该时钟和计数器产生。
[0028]在又一实施例中，变压器可以包括初级线圈和次级线圈，其中初级线圈的匝数以及次级线圈的匝数可以是可变的。
[0029]在又一实施例中，初级线圈的匝数以及次级线圈的匝数可以改变以施加预设的特定电压作为第二 DC电压。
[0030]在又一实施例中，该特定电压可以约为15V。
[0031]根据第二实施例的针对反向电池连接的保护系统包括:控制器，其构造成使用第一 DC电压将包括第三方波信号和第四方波信号的第一方波信号输出到变压器的输入端子；变压器，其构造成输出通过变换第一方波信号所获得的第二方波信号；整流器，其构造成对第二方波信号进行整流以输出第二DC电压；栅极驱动单元，其构造成将第二DC电压输出到晶体管的栅极部，并在电池被反向连接时阻止第二 DC电压输出到晶体管的栅极部，栅极驱动单元包括控制器、变压器和整流器；以及晶体管，其构造成在输出的第二 DC电压施加到栅极部时使连接到晶体管的两个端子的电池和电子部件之间能够导通，并且在电池被反向连接时使连接到晶体管的两个端子的电池和电子部件之间的电路断开。
[0032]在另一个实施例中，第二方波信号和第三方波信号的最大电压可以是第一 DC电压，并且第二方波信号和第三方波信号的最小电压可以约是0V。
[0033]在又一个实施例中，第四方波信号可以相对于第三方波信号具有180度的相位差。
[0034]在又一实施例中，变压器可以包括初级线圈和次级线圈，其中初级线圈的匝数以及次级线圈的匝数可以是可变的。
[0035]在又一实施例中，初级线圈的匝数以及次级线圈的匝数可以改变以施加预设的特定电压作为第二 DC电压。
[0036]在又一实施例中，该特定电压可以约为15V。
[0037]下面，将参照附图详细说明多个实施例。然而，本发明构思不限于所提出的实施例，通过附加其他元件或修改或移除元件，可以容易的提出落入本发明构思范围内的其他倒退发明或其他实施例。
[0038]相关公知技术的详细说明将在此不提供，以避免不必要的模糊本公开的发明点。而且，在此使用的术语例如“第一”、“第二”等只是为了将一个元件与其他元件区分开。
[0039]在此采用的术语可以选自广泛采用的常规术语。然而，一些术语是由申请人任意选择的，并且必要时将详细说明这些术语的含义。因此，应该注意到，不应该基于术语的字面意思而应该基于其含义来理解本公开。
[0040]而且，当元件被表示为“连接”或“联接”到另一个元件时，其指的是直接连接或联接到其他元件，但是也可以有中间元件存在它们之间，除非另外指出。
[0041]在此采用的术语“包括(include)”、“包括(including) ”、“具有(comprise) ”和 /或“具有(comprising) ”不排除存在不同于已经提及的元件或步骤的元件或步骤。
[0042]下面，将结合附图来详细说明实施例。为了帮助本公开的理解，同样的附图标记用于同样的元件，而不管图号。
[0043]图2是示出根据实施例的针对反向电池连接的保护系统的框图。
[0044]参见图2，根据实施例的针对反向电池连接的保护系统包括供电单元100、控制器200、电容器300、