电动压缩机的电源电路的制作方法

本公开涉及电动压缩机的控制电路，具体地，涉及一种电动压缩机的电源电路。

背景技术：

随着人们对节能环保的需求越来越强烈，纯电动车辆以及混合动力车辆逐步受到用户的青睐。纯电动车辆以及混合动力车辆中可以由动力电池为车辆提供驱动力。

电动车空调系统的好坏极大地影响乘客的舒适性体验，而压缩机作为空调系统的灵魂，其并非长时间不间断工作。为保证空调系统随时吹出凉风，必须保证压缩机静态功耗低。目前，通常通过关闭on档电能，来减小电动压缩机的静态功耗。

电动压缩机的电源电路通常采用反激式电源，电源电路中反馈的元器件较多，连接路线复杂。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种有效且可靠性高的电动压缩机的电源电路。

为了实现上述目的，本公开提供一种电动压缩机的电源电路，所述电源电路包括：

变压器，用于将车辆低压电源的电压进行转换后，传输到所述电动压缩机的驱动器，以使所述驱动器驱动所述电动压缩机运行；

电源控制模块，与所述变压器连接，用于根据所述变压器原边的电压反馈控制所述变压器的运行；

通信模块，与所述电源控制模块连接，用于将整车控制器发送的休眠报文经由隔离模块传输到控制器，并在接收到所述控制器经由所述隔离模块发送的休眠指令时休眠，并控制所述电源控制模块休眠；

控制器，通过隔离模块与所述通信模块连接，用于在接收到所述通信模块经由所述隔离模块发送的休眠报文时，经由所述隔离模块向所述通信模块发送所述休眠指令；

所述隔离模块，用于在所述通信模块和所述控制器之间转发信号并进行高低压隔离。

可选地，所述电源控制模块包括：

电源控制芯片，用于根据所述变压器原边的电压反馈输出驱动信号；

开关管，与所述电源控制芯片连接，用于根据所述驱动信号控制所述变压器原边线路的通断。

可选地，所述开关管为mos管，所述开关管的栅极接所述电源控制芯片中用于输出所述驱动信号的输出端，所述开关管的漏极接所述变压器原边的负极，所述开关管的源极接地线。

可选地，所述电源电路还包括：

第一低压差线性稳压器，所述变压器的第一副边线圈通过所述第一低压差线性稳压器连接所述电动压缩机的驱动器，为所述驱动器供电；

第二低压差线性稳压器，所述变压器的第二副边线圈通过所述第二低压差线性稳压器连接所述控制器，为所述控制器供电。

可选地，所述电源电路还包括：

滤波器模块，连接在所述低压电源与所述变压器之间，用于将所述低压电源输出的电压进行滤波。

可选地，所述电源电路还包括：

第三低压差线性稳压器，连接在所述滤波器模块的输出端与所述通信模块之间，用于将所述滤波器模块输出的电压转换后，为所述通信模块供电。

可选地，所述滤波器模块包括：

瞬态二极管，连接在所述低压电源和地线之间；

π滤波模块，连接在所述滤波器模块的输入端和输出端之间。

可选地，所述滤波器模块还包括：

平衡双线滤波器，所述π滤波模块通过所述平衡双线滤波器与所述滤波器模块的输出端连接。

可选地，所述滤波器模块还包括：

二极管，所述二极管的阳极接所述低压电源，所述二极管的阴极接所述π滤波模块。

通过上述技术方案，在传统的电动压缩机反激开关电源的基础上增加了电源休眠功能。整车控制器仅通过发送报文就能实现压缩机低静态功耗，增强了蓄电池的续航能力。并且，利用原边反馈代替传统的副边反馈结构，这样就省去了副边反馈中的相关元器件，从而节省了系统板上的空间，并且提高了系统的可靠性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的电源电路的结构框图；

图2是一示例性实施例提供的电源控制模块与变压器之间的连接关系的示意图；

图3是一示例性实施例提供的电源电路的结构示意图；

图4是一示例性实施例提供的滤波器模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是一示例性实施例提供的电源电路的结构框图。如图1所示，该电源电路可以包括电源控制模块、变压器、通信模块、控制器和隔离模块。

变压器用于将车辆低压电源的电压进行转换后，传输到电动压缩机的驱动器，以使驱动器驱动电动压缩机运行。

电源控制模块与变压器连接，用于根据变压器原边的电压反馈控制变压器的运行。

通信模块与电源控制模块连接，用于将整车控制器(bodycontrolmodule，bcm)发送的休眠报文经由隔离模块传输到控制器，并在接收到控制器经由隔离模块发送的休眠指令时休眠，并控制电源控制模块休眠；

控制器，通过隔离模块与通信模块连接，用于在接收到通信模块经由隔离模块发送的休眠报文时，经由隔离模块向通信模块发送休眠指令；

隔离模块，用于在通信模块和控制器之间转发信号并进行高低压隔离。

具体地，通信模块可以通过can总线与bcm通信，发送和接收can报文。通信模块可以采用tja1043at芯片。

当没有空调制冷需求时，bcm可以发出休眠报文，休眠报文通过通信模块、隔离模块到达控制器。然后控制器通过io口发出休眠指令，休眠指令经过隔离模块到达通信模块，令通信模块休眠。通信模块休眠可以使电源控制模块休眠。

隔离模块的高压侧可以连接控制器，隔离模块的低压侧可以连接通信模块。

这样，在传统的电动压缩机反激开关电源的基础上增加了电源休眠功能。bcm仅通过发送报文就能实现压缩机低静态功耗(例如，0.1ma以下)，增强了蓄电池的续航能力。

当有空调制冷需求时，bcm可以发出唤醒报文，通信模块被唤醒，控制电源控制模块被唤醒，变压器开始运行，可以给压缩机igbt驱动供电，还可以同时给控制器供电，压缩机开始正常工作。这样，还增加了压缩机的电源唤醒功能。

原边反馈(primarysidereward，psr)的dc/dc控制技术是一种新型的dc/dc控制技术，与传统的副边反馈中光耦的结构相比，其最大的优势在于省去了光耦以及与之配合工作的一组元器件，通过上述技术方案，在电动压缩机的电源电路中，利用原边反馈代替传统的副边反馈结构，省去了副边反馈中的相关元器件，从而节省了印刷电路板(printedcircuitboard，pcb)上的空间，并且提高了系统的可靠性。

图2是一示例性实施例提供的电源控制模块与变压器之间的连接关系的示意图。如图2所示，电源控制模块可以包括电源控制芯片和开关管q1。

电源控制芯片用于根据变压器原边的电压反馈输出驱动信号。

开关管q1与电源控制芯片连接，用于根据驱动信号控制变压器原边线路的通断。

本公开的开关电源采用反激式(flyback)开关电源，反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。“反激”具体所指当开关管接通时，输出变压器充当电感，电能转化为磁能，此时输出回路无电流；相反，当开关管关断时，输出变压器释放能量，磁能转化为电能，输出回路中有电流。

该实施例中，开关管q1是电源控制芯片的外围电路，开关管q1和电源控制芯片二者也可以是集成在一个芯片中。

具体地，开关管q1可以为mos管。如图2所示，开关管q1的栅极g接电源控制芯片中用于输出驱动信号的输出端(输出pwm信号)，开关管q1的漏极d接变压器原边的负极2，开关管q1的源极s接地线，组成低压侧原边主回路。电源控制芯片可以发出200khz的pwm来驱动开关管q1。

变压器原边的正极1可以接低压+12v。变压器的原边线圈n1在低压侧，变压器的第一副边线圈n2和第二副边线圈n3在高压侧。电源控制芯片由该+12v低压电源供电。通过应用mos管，能够可靠地实现对反激电源的控制。

在反激式电源电路的拓扑结构中，除了开关管和变压器之外。还包括变压器输出端的整流器件。在一实施例中，如图2所示，在变压器第一副边线圈n2的正极3可以串联第一整流二极管d1(阳极接正极3)，第一整流二极管d1的阴极可以通过第一电解电容c1接变压器第一副边线圈n2的负极4。变压器第一副边线圈n2经过第一整流二极管d1和第一电解电容c1后为第一路整流输出，输出电压可以为18v。

在变压器第二副边线圈n3的正极5可以串联第二整流二极管d2(阳极接正极5)，第二整流二极管d2的阴极可以通过第二电解电容c2接变压器第二副边线圈n3的负极6。第一整流二极管d1和第二整流二极管d2可以起到整流作用，同时防反接。变压器第二副边线圈n3经过第二整流二极管d2和第二电解电容c2后为第二路整流输出，输出电压可以为6v。通过以上连接，完成可靠的反激电源的结构。

图3是一示例性实施例提供的电源电路的结构示意图。在图3的实施例中，通信模块休眠将使inh信号输出为低电平，而inh连接到低压侧的第三低压差线性稳压器l3和电源控制芯片的使能引脚en，进而关闭掉第三低压差线性稳压器l3，并使电源控制芯片休眠。其中，低压差线性稳压器(lowdropoutregulator)简称为ldo。

具体地，通信模块的vbat引脚可以接蓄电池正极(图3中为12v)，通信模块的vcc引脚可以接第一ldol1(下文中描述)输出的低压侧5v电压。通信模块的txd引脚和rxd引脚可以连接到隔离模块，功能分别是发送和接收can报文。通信模块的stb引脚和en引脚连接到隔离模块，接收来自控制器的休眠信号。隔离模块与控制器的rxd引脚和txd引脚相连，功能分别是发送和接收can报文。隔离模块与控制器的stb引脚和en引脚相连，用来向通信模块发送休眠信号。

其中，如图3所示，电源电路还可以包括第三lodl3。第三lodl3连接在滤波器模块(下文中详细描述)的输出端与通信模块之间，用于将滤波器模块输出的电压转换后，为通信模块供电。第三lodl3例如可以将12v转换为5v，输入通信模块的vcc接口。

返回图2，电源电路还可以包括第一ldol1和第二ldol2。

变压器的第一副边线圈n2通过第一ldol1连接电动压缩机的驱动器(例如，igbt驱动)，为驱动器供电。变压器第一副边线圈n2的输出整流后电压可以为18v，后经第一ldol1转换电压后可以为15v。

变压器的第二副边线圈n3通过第二ldol2连接控制器，为控制器供电。第一ldol1和第二ldol2的负极输出连接到高压地线(hgnd)。变压器第二副边线圈n3的输出整流后电压可以为6v，后经第二ldol2转换电压后可以为3.3v。

当有空调有制冷需求时，bcm可以发出唤醒报文，通信模块被唤醒，inh输出高电平，第三ldol3和电源控制芯片被唤醒，变压器一路输出18v经过第一ldol1降压到15v给电动压缩机的驱动器供电，一路输出6v经过第二ldol2降压到3.3v给控制器供电，压缩机开始正常工作。

在图3中，电源电路还可以包括滤波器模块。滤波器模块连接在低压电源与变压器之间，用于将低压电源输出的电压进行滤波。

图4是一示例性实施例提供的滤波器模块的结构示意图。如图4所示，滤波器模块可以包括瞬态二极管(transientvoltagesuppressor，tvs)d3和π滤波模块(pi型滤波器)。

瞬态二极管d3连接在低压电源(图4中为ig电)和地线之间，能够防雷击浪涌。π滤波模块连接在滤波器模块的输入端和输出端之间。π滤波模块的设置能够起到抑制电磁干扰的作用。

π滤波模块可以包括电感l1、第三电解电容c3和第四电解电容c4。在ig电和地线之间还可以包括并联连接的第五电容c5、第六电容c6和第七电容c7。

此外，滤波器模块还可以包括平衡双线(balanceddual-line，bdl)滤波器q2。π滤波模块通过bdl滤波器q2与滤波器模块的输出端(12v)连接。bdl滤波器的设置能够起到抑制电磁干扰的作用。

滤波器模块还可以包括第四二极管d4。

第四二极管d4的阳极接低压电源(ig电)，第四二极管d4的阴极接π滤波模块。第四二极管d4能够起到防止电源反接的作用。

在利用本公开的电动压缩机的电源电路实现电动压缩机唤醒和休眠功能时，可以包括如下步骤：

s1.电动压缩机开始工作确定是否有整车制冷需求，若是，则进入s2；若否，则进入s3。

s2.电动压缩机的mcu(控制器)收到整车制冷需求，mcu调整pwm占空比给igbt驱动芯片控制电动压缩机的转速和扭矩。

s3.电动压缩机的mcu未收到整车制冷需求，则mcu发出休眠信号。

s4.休眠信号经过隔离模块传输到can通信芯片(通信模块)，使can通信芯片休眠。

s5.can通信芯片的inh引脚输出为低电平，低压侧ldo(第三ldol3)和flyback芯片(电源控制芯片)不使能，电动压缩机完全休眠，进入低功耗模式。

s6.当电动压缩机进入休眠模式后，整车bcm通过发送报文唤醒can通信芯片，低压侧ldo和flyback芯片使能。电动压缩机的mcu收到整车制冷需求，进入s1。

上述步骤为一个循环过程，能够使电动压缩机在两种模式下进行转换。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。