一种电动汽车充电和电机驱动集成电路的制作方法

文档序号:11796069阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电动汽车充电和电机驱动集成电路,其特征在于,包括:市电或无线交流充电模块(201)、电源切换开关(202)、H桥电路(203)、降压Buck电路或升压Boost电路(204)、Buck-Boost集成开关(205)、电机(206)、电机逆变桥(207)和蓄电池组(208);

所述市电或无线交流充电模块(201)的输入端与外部交流电源连接,用于与蓄电池组(208)进行能量交换;

所述电源切换开关(202)的输入端与市电或无线交流充电模块(201)的输出端连接,用于在充电模式或馈电模式时选择市电或无线交流充电模块(201)与蓄电池组(208)进行能量交换;

所述H桥电路(203)的输入端与电源切换开关(202)的输出端连接,用于在充电模式时对市电或无线交流电能模块(201)接收的高频交流电进行整流,或在交流馈电模式时对蓄电池组(208)回馈的电能进行逆变;

所述降压Buck电路或升压Boost电路(204)的输入端与H桥电路(203)的输出端连接,用于组成Buck-Boost变换器,对H桥电路(203)输出端直流电压和蓄电池组(208)直流电压进行双向DC-DC变换,获得需要的直流电压;

所述Buck-Boost集成开关(205)的输入端与降压Buck电路或升压Boost电路(204)的输出端连接,用于组合或释放由降压Buck电路或升压Boost电路(204)、Buck-Boost集成开关(205)、电机(206)和电机逆变桥(207)组成的Buck-Boost变换器的变换功能;

所述电机(206)的输入端与Buck-Boost集成开关(205)的输出端连接,用于在电机驱动模式时作为定子绕组产生旋转磁场,在充电或馈电模式时作为Buck-Boost变换器的蓄能电感;

所述电机逆变桥(207)的输入端与电机(206)的输出端连接,用于在电机驱动模式时作为逆变器,在充电或馈电模式时用于组成Buck-Boost变换器;

所述蓄电池组(208)与电机逆变桥(207)的输出端连接,用于在充电模式时存储电能;在交流馈电模式时回馈电能到电网或交流用电设备。

2.如权利要求1所述的集成电路,其特征在于,所述市电或无线交流充电模块 (201)包括有线充电模块(101)和无线充电模块(102);

所述有线充电模块(101),用于在充电模式时通过有线充电方式对蓄电池组(208)进行充电;在馈电模式时由蓄电池组(208)回馈电能到电网或交流用电设备;

所述无线充电模块(102),用于在充电模式时通过无线充电方式对蓄电池组(208)进行充电。

3.如权利要求2所述的集成电路,其特征在于,所述电源切换开关(202)包括第一开关(S1)和第二开关(S2);

所述第一开关(S1)的输入端与有线充电模块(101)连接,第一开关(S1)的输出端与H桥电路(203)的输入端连接;

所述第二开关(S2)的输入端与无线充电模块(102)连接,第二开关(S2)的输出端与H桥电路(203)的输入端连接。

4.如权利要求3所述的集成电路,其特征在于,所述第一开关(S1)、第二开关(S2)和Buck-Boost集成开关(205)均为双极开关。

5.如权利要求1所述的集成电路,其特征在于,所述H桥电路(203)包括第四十一晶体管(Q41)、第四十一寄生二极管(D41)、第四十二晶体管(Q42)、第四十二寄生二极管(D42)、第四十三晶体管(Q43)、第四十三寄生二极管(D43)、第四十四晶体管(Q44)和第四十四寄生二极管(D44);

所述第四十一晶体管(Q41)的源极与所述第四十一寄生二极管(D41)的阳极和第四十二晶体管(Q42)的漏极连接;所述第四十一晶体管(Q41)的漏极与所述第四十一寄生二极管(D41)的阴极和第四十三晶体管(Q43)的漏极连接;

所述第四十二晶体管(Q42)的源极与所述第四十二寄生二极管(D42)的阳极和第四十四晶体管(Q44)的源极连接;所述第四十二晶体管(Q42)的漏极与所述第四十二寄生二极管(D42)的阴极连接;

所述第四十三晶体管(Q43)的源极与所述第四十三寄生二极管(D43)的阳极、第四十四晶体管(Q44)的漏极连接;所述第四十三晶体管(Q43)的漏极与所述第四十三寄生二极管(D43)的阴极连接;

所述第四十四晶体管(Q44)的源极与所述第四十四寄生二极管(D44)的阳极连接;所述第四十四晶体管(Q44)的漏极与所述第四十四寄生二极管(D44)的阴极连接;

第四十一晶体管(Q41)的栅极、第四十二晶体管(Q42)的栅极、第四十三晶体管(Q43)的栅极和第四十四晶体管(Q44)的栅极与外部控制电路连接;

所述H桥电路(203)的输入端包括第一输入端和第二输入端;所述第四十一晶体管(Q41)的源极为所述H桥电路(203)的第一输入端,与电源切换开关(202)的输出端连接;所述第四十三晶体管(Q43)的源极为H桥电路(203)的第二输入端,与电源切换开关(202)的输出端连接;

所述H桥电路(203)的输出端包括第一输出端和第二输出端;所述第四十三晶体管(Q43)的漏极为H桥电路(203)的第一输出端,与降压Buck电路或升压Boost电路(204)的输入端连接;所述第四十四晶体管(Q44)的源极为H桥电路(203)的第二输出端,与降压Buck电路或升压Boost电路(204)的输入端连接。

6.如权利要求1所述的集成电路,其特征在于,所述降压Buck电路或升压Boost电路(204)包括第三十一晶体管(Q31)、第三十一寄生二极管(D31)、第三十二晶体管(Q32)、第三十二寄生二极管(D32)、第三十三晶体管(Q33)、第三十三寄生二极管(D33)、第三十四晶体管(Q34)和第三十四寄生二极管(D34);

所述第三十一晶体管(Q31)的源极与所述第三十一寄生二极管(D31)的阳极和第三十二晶体管(Q32)的漏极连接;所述第三十一晶体管(Q31)的漏极与所述第三十一寄生二极管(D31)的阴极和第三十三晶体管(Q33)的漏极连接;

所述第三十二晶体管(Q32)的源极与所述第三十二寄生二极管(D32)的阳极和第三十四晶体管(Q34)的源极连接;所述第三十二晶体管(Q32)的漏极与所述第三十二寄生二极管(D32)的阴极连接;

所述第三十三晶体管(Q33)的源极与所述第三十三寄生二极管(D33)的阳极和第三十四晶体管(Q34)的漏极连接;所述第三十三晶体管(Q33)的漏极与所述第三十三寄生二极管(D33)的阴极连接;

所述第三十四晶体管(Q34)的源极与所述第三十四寄生二极管(D34)的阳极连接;所述第三十四晶体管(Q34)的漏极与所述第三十四寄生二极管(D34)的阴极连接;

第三十一晶体管(Q31)的栅极、第三十二晶体管(Q32)的栅极、第三十三晶体管(Q33)的栅极和第三十四晶体管(Q34)的栅极与外部控制电路连接;

所述降压Buck电路或升压Boost电路(204)的输入端包括第一输入端和第二输 入端;所述第三十一晶体管(Q31)的漏极为降压Buck电路或升压Boost电路(204)的第一输入端,与H桥电路(203)的输出端连接;所述第三十二晶体管(Q32)的源极为降压Buck电路或升压Boost电路(204)的第二输入端,与H桥电路(203)的输出端连接;

所述降压Buck电路或升压Boost电路(204)的输出端包括第一输出端和第二输出端;所述第三十一晶体管(Q31)的源极为降压Buck电路或升压Boost电路(204)的第一输出端,与Buck-Boost集成开关(205)的输入端连接;所述第三十三晶体管(Q33)的源极为降压Buck电路或升压Boost电路(204)的第二输出端,与Buck-Boost集成开关(205)的输入端连接。

7.如权利要求1所述的集成电路,其特征在于,所述电机(206)包括第一电机(107)和第二电机(108);

所述第一电机(107)的输入端与Buck-Boost集成开关(205)的输出端连接,第一电机(107)的输出端与电机逆变桥(207)的输入端连接,用于在电机驱动模式时作为定子绕组产生旋转磁场,在充电或馈电模式时作为Buck-Boost变换器的蓄能电感;

所述第二电机(108)的输入端与Buck-Boost集成开关(205)的输出端连接,第二电机(108)的输出端与电机逆变桥(207)的输入端连接,用于在电机驱动模式时作为定子绕组产生旋转磁场,在充电或馈电模式时作为Buck-Boost变换器的蓄能电感。

8.如权利要求7所述的集成电路,其特征在于,所述电机逆变桥(207)包括第一电机逆变桥(109)和第二电机逆变桥(110);

所述第一电机逆变桥(109)的输入端与第一电机(107)的输出端连接,所述第一电机逆变桥(109)的输出端与蓄电池组(208)连接,用于在电机驱动模式时作为逆变器,在充电或馈电模式时用于组成Buck-Boost变换器;

所述第二电机逆变桥(110)的输入端与第二电机(108)的输出端连接,所述第二电机逆变桥(110)的输出端与蓄电池组(208)连接,用于在电机驱动模式时作为逆变器,在充电或馈电模式时用于组成Buck-Boost变换器。

9.如权利要求8所述的集成电路,其特征在于,所述第一电机逆变桥(109)包括第十一晶体管(Q11)、第十一寄生二极管(D11)、第十二晶体管(Q12)、第十二 寄生二极管(D12)、第十三晶体管(Q13)、第十三寄生二极管(D13)、第十四晶体管(Q14)、第十四寄生二极管(D14)、第十五晶体管(Q15)、第十五寄生二极管(D15)、第十六晶体管(Q16)和第十六寄生二极管(D16);

所述第十一晶体管(Q11)的源极与所述第十一寄生二极管(D11)的阳极和第十二晶体管(Q12)的漏极连接;所述第十一晶体管(Q11)的漏极与所述第十一寄生二极管(D11)的阴极、第十三晶体管(Q13)的漏极和第十五晶体管(Q15)的漏极连接;

所述第十二晶体管(Q12)的源极与所述第十二寄生二极管(D12)的阳极、第十四晶体管(Q14)的源极和第十六晶体管(Q16)的源极连接;所述第十二晶体管(Q12)的漏极与所述第十二寄生二极管(D12)的阴极连接;

所述第十三晶体管(Q13)的源极与所述第十三寄生二极管(D13)的阳极和第十四晶体管(Q14)的漏极连接;所述第十三晶体管(Q13)的漏极与所述第十三寄生二极管(D13)的阴极和第十五晶体管(Q15)的漏极连接;

所述第十四晶体管(Q14)的源极与所述第十四寄生二极管(D14)的阳极和第十六晶体管(Q16)的源极连接;所述第十四晶体管(Q14)的漏极与所述第十四寄生二极管(D14)的阴极连接;

所述第十五晶体管(Q15)的源极与所述第十五寄生二极管(D15)的阳极和第十六晶体管(Q16)的漏极连接;所述第十五晶体管(Q15)的漏极与所述第十五寄生二极管(D15)的阴极连接;

所述第十六晶体管(Q16)的源极与所述第十六寄生二极管(D16)的阳极连接;所述第十六晶体管(Q16)的漏极与所述第十六寄生二极管(D16)的阴极连接;

第十一晶体管(Q11)的栅极、第十二晶体管(Q12)的栅极、第十三晶体管(Q13)的栅极、第十四晶体管(Q14)的栅极、第十五晶体管(Q15)的栅极和第十六晶体管(Q16)的栅极与外部控制电路连接;

所述第一电机逆变桥(109)的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端;所述第十一晶体管(Q11)的源极为第一电机逆变桥(109)的第一输入端,与第一电机(107)的第一相(U1)连接;所述第十三晶体管(Q13)的源极为第一电机逆变桥(109)的第二输入端,与第一电机(107)的第二相(V1)连接;所述第十五晶体管(Q15)的源极为第一电机逆变桥(109)的第三输入端,与第一电机(107) 的第三相(W1)连接;

所述第一电机逆变桥(109)的输出端包括第一输出端和第二输出端;所述第十五晶体管(Q15)的漏极为第一电机逆变桥(109)的第一输出端,与蓄电池组(208)的负极连接;所述第十六晶体管(Q16)的源极为第一电机逆变桥(109)的第二输出端,与蓄电池组(208)的正极连接。

10.如权利要求8所述的集成电路,其特征在于,所述第二电机逆变桥(110)包括第二十一晶体管(Q21)、第二十一寄生二极管(D21)、第二十二晶体管(Q22)、第二十二寄生二极管(D22)、第二十三晶体管(Q23)、第二十三寄生二极管(D23)、第二十四晶体管(Q24)、第二十四寄生二极管(D24)、第二十五晶体管(Q25)、第二十五寄生二极管(D25)、第二十六晶体管(Q26)和第二十六寄生二极管(D26);

所述第二十一晶体管(Q21)的源极与所述第二十一寄生二极管(D21)的阳极和第二十二晶体管(Q22)的漏极连接;所述第二十一晶体管(Q21)的漏极与所述第二十一寄生二极管(D21)的阴极、第二十三晶体管(Q23)的漏极和第二十五晶体管(Q25)的漏极连接;

所述第二十二晶体管(Q22)的源极与所述第二十二寄生二极管(D22)的阳极、第二十四晶体管(Q24)的源极和第二十六晶体管(Q26)的源极连接;所述第二十二晶体管(Q22)的漏极与所述第二十二寄生二极管(D22)的阴极连接;

所述第二十三晶体管(Q23)的源极与所述第二十三寄生二极管(D23)的阳极和第二十四晶体管(Q24)的漏极连接;所述第二十三晶体管(Q23)的漏极与所述第二十三寄生二极管(D23)的阴极和第二十五晶体管(Q25)的漏极连接;

所述第二十四晶体管(Q24)的源极与所述第二十四寄生二极管(D24)的阳极和第二十六晶体管(Q26)的源极连接;所述第二十四晶体管(Q24)的漏极与所述第二十四寄生二极管(D24)的阴极连接;

所述第二十五晶体管(Q25)的源极与所述第二十五寄生二极管(D25)的阳极和第二十六晶体管(Q26)的漏极连接;所述第二十五晶体管(Q25)的漏极与所述第二十五寄生二极管(D25)的阴极连接;

所述第二十六晶体管(Q26)的源极与所述第二十六寄生二极管(D26)的阳极连接;所述第二十六晶体管(Q26)的漏极与所述第二十六寄生二极管(D26)的阴极连接;

第二十一晶体管(Q21)的栅极、第二十二晶体管(Q22)的栅极、第二十三晶体管(Q23)的栅极、第二十四晶体管(Q24)的栅极、第二十五晶体管(Q25)的栅极和第二十六晶体管(Q26)的栅极与外部控制电路连接;

所述第二电机逆变桥(110)的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端;所述第二十一晶体管(Q21)的源极为第二电机逆变桥(110)的第一输入端,与第二电机(108)的第一相(U2)连接;所述第二十三晶体管(Q23)的源极为第二电机逆变桥(110)的第二输入端,与第二电机(108)的第二相(V2)连接;所述第二十五晶体管(Q25)的源极为第二电机逆变桥(110)的第三输入端,与第二电机(108)的第三相(W2)连接;

所述第二电机逆变桥(110)的输出端包括第一输出端和第二输出端;所述第二十五晶体管(Q25)的漏极为第二电机逆变桥(110)的第一输出端,与蓄电池组(208)的负极连接;所述第二十六晶体管(Q26)的源极为第二电机逆变桥(110)的第二输出端,与蓄电池组(208)的正极连接。

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