一种新能源汽车高压备份电源的制作方法

1.本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车高压备份电源。


背景技术：

2.随着新能源技术的推广与发展，新能源汽车已逐步成为各车厂的主力推广车型。而对新能源汽车的动力系统而言，动力电机的控制就显得尤为重要。不仅要注重稳定性，可靠性，更要注重其安全性。动力电机的控制功能由电驱动控制器完成，其通过控制场效应晶体管(insulated gate bipolartransistor，igbt)的开关，将动力电池的直流转换成三相交流电，进而驱动永磁同步电机。而对于电驱动控制器，其本身需具备将整车低压常电转换为正负稳压电源，供驱动模块所用，如果该低压电源转换模块失效，无法产生正负低压电源，则动力电机会失去驱动控制，进而产生安全隐患。目前，现有电机驱动控制器电源转换大多以单一电瓶电源方案，其安全性相对较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种电路结构简单、可靠性高的新能源汽车高压备份电源。
4.本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车高压备份电源，包括
5.高压输入采样供电电路，用于为主芯片供电电路提供开启供电电压，在主芯片供电电路开启后通过关闭其供电电压；
6.主芯片供电电路，用于在开启后输出pwm驱动信号至隔离降压驱动电路；
7.原边吸收回路，用于吸收隔离降压驱动电路原边产生的电压尖峰；
8.隔离降压驱动电路，用于根据pwm驱动信号将输入高压转换为低压电输出；
9.副边滤波电路，用于对隔离降压驱动电路副边输出的低压电进行滤波处理；
10.电压反馈电路，用于反馈隔离降压驱动电路的副边电压至高压输入采样供电电路和主芯片供电电路。
11.进一步地，所述高压输入采样供电电路包括电阻分压电路和三极管稳压电路，所述电阻分压电路一端连接高压电源、另一端连接三极管稳压电路的输入端，三极管稳压电路的输出端连接主芯片供电电路的控制端。
12.进一步地，所述电阻分压电路包括多个串联的分压电阻。
13.进一步地，所述三极管稳压电路包括稳压管d44、三极管q31、电阻r416和电阻r418,所述稳压管d44阴极连接电阻分压电路另一端、三极管q31集电极和主芯片供电电路的控制端，稳压管d44阳极接地，所述三极管q31的基极连接电阻r416和电阻r418一端，电阻r416另一端连接电压反馈电路输出端，电阻r418另一端接地。
14.进一步地，所述主芯片供电电路包括主控芯片u1、mos管q28、二极管d46、二极管d47、电阻r420、电容c280和电容c283，所述mos管q28的栅极连接高压输入采样供电电路的控制端、漏极连接高压电源、源极通过二极管d46连接主控芯片u1的vdd引脚，所述二极管
d47阳极连接电压反馈电路输出端，二极管d47阴极连接主控芯片u1的vdd引脚、电阻r420一端和电容c283一端，电阻r420另一端连接电容c280一端和主控芯片u1的rc引脚，电容c280另一端和电容c283另一端均接地，主控芯片u1的dr引脚连接隔离降压驱动电路的驱动端。
15.进一步地，所述原边吸收电路包括电阻r399、电阻r400、电容c263和二极管d43，所述电阻r399、电阻r400和电容c263并联，并联电路的一端连接高压电源、另一端连接二极管d43阴极，二极管d43阳极连接隔离降压驱动电路原边负极。
16.进一步地，所述隔离降压驱动电路包括降压变换器t1、mos管q30、电阻r414、电阻r415，所述降压变换器t1的原边正极连接高压电源、原边负极连接mos管q30的漏极，mos管q30的栅极通过电阻r414连接主芯片供电电路的驱动端，mos管q30的源极接地，电阻r415一端连接mos管q30的栅极、另一端连接mos管q30的源极。
17.进一步地，所述副边滤波电路包括电阻r397、二极管d35、电容c262、电容c267、电容c268、电容c269，所述电阻r397和电容c262串联后与二极管d35并联，所述电容c267、电容c268、电容c269并联，并联电容的一端连接二极管d35阴极、另一端接地，二极管d35阳极连接隔离降压驱动电路副边正极。
18.进一步地，所述电源反馈电路包括电阻r401、电阻r408、电阻r409，所述电阻r401一端连接副边滤波电路输出端、高压输入采样供电电路的供电端和主芯片供电电路的供电端、另一端连接电阻r408一端，电阻r408另一端接地，所述电阻r409与电阻r408并联。
19.更进一步地，还包括输入滤波电路，所述输入滤波电路包括电感l19、电容c265、电容c266、电容c270和电容c276，所述电感l19一端连接高压电源和电容c265一端，电感l19另一端连接原边吸收电路一端和电容c266一端，所述电容c265另一端连接电容c276一端，电容c276另一端接地，所述电容c266另一端连接电容c270一端，电容c270另一端接地。
20.本发明的有益效果为：
21.本发明通过高压输入采样供电电路、主芯片供电电路、原边rcd吸收回路、隔离降压驱动电路、副边滤波电路和电压反馈电路配合，能够为整车提供稳定的低压备份电源，保证了整车动力电机驱动控制，大大提升了安全性，电路结构简单、实现方便。
22.本发明高压输入采样供电电路为主芯片供电电路提供开启供电电压，在隔离降压驱动电路产生副边电压后，通过电压反馈电路反馈的副边电压供电，从而关断主芯片供电电路的原始供电，能够降低前级电路功耗；主芯片供电电路在开启驱动隔离降压驱动电路产生副边电压后，由副边电压给主芯片供电电路供电，减小了输入级的电阻功耗和发热问题。
23.本发明原边吸收回路能够吸收隔离降压驱动电路由于漏感产生的电压尖峰，防止电压击穿，避免器件损坏，从而提高了电路可靠性。
附图说明
24.图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述
的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
26.如图1所示，本发明提供一种新能源汽车高压备份电源，包括
27.高压输入采样供电电路，用于为主芯片供电电路提供开启供电电压，在主芯片供电电路开启后通过关闭其供电电压；
28.主芯片供电电路，用于在开启后输出pwm驱动信号至隔离降压驱动电路；
29.原边吸收回路，用于吸收隔离降压驱动电路原边产生的电压尖峰；
30.隔离降压驱动电路，用于根据pwm驱动信号将输入高压转换为低压电输出；
31.副边滤波电路，用于对隔离降压驱动电路副边输出的低压电进行滤波处理；
32.电压反馈电路，用于反馈隔离降压驱动电路的副边电压至高压输入采样供电电路和主芯片供电电路。
33.本发明通过高压输入采样供电电路、主芯片供电电路、原边rcd吸收回路、隔离降压驱动电路、副边滤波电路和电压反馈电路配合，能够为整车提供稳定的低压备份电源，保证了整车动力电机驱动控制，大大提升了安全性，电路结构简单、实现方便。
34.上述方案中，所述高压输入采样供电电路包括电阻分压电路和三极管稳压电路，所述电阻分压电路一端连接高压电源、另一端连接三极管稳压电路的输入端，三极管稳压电路的输出端连接主芯片供电电路的控制端。所述电阻分压电路包括多个串联的分压电阻，分别为电阻r402、电阻r407、电阻r410、电阻r411、电阻r412、电阻r413。
35.所述三极管稳压电路包括稳压管d44、三极管q31、电阻r416和电阻r418,所述稳压管d44阴极连接电阻分压电路另一端、三极管q31集电极和主芯片供电电路的控制端，稳压管d44阳极接地，所述三极管q31的基极连接电阻r416和电阻r418一端，电阻r416另一端连接电压反馈电路输出端，电阻r418另一端接地。
36.本发明通过电阻分压电路将高压电源进行分压，使稳压管d44稳定电压15v,用于保证mos管q28的栅极电压不会超过稳压管的电压，三极管q31用于供电电压产生以后，关断mos管q28，降低整个电路功耗，也减小了q28持续工作带来的温升，三极管q31在副边电压产生以后，由副边电压供电，降低前级电路功耗，提升系统可靠性。
37.上述方案中，所述主芯片供电电路包括主控芯片u1、mos管q28、二极管d46、二极管d47、电阻r420、电容c280和电容c283，所述mos管q28的栅极连接高压输入采样供电电路的控制端、漏极连接高压电源、源极通过二极管d46连接主控芯片u1的vdd引脚，所述二极管d47阳极连接电压反馈电路输出端，二极管d47阴极连接主控芯片u1的vdd引脚、电阻r420一端和电容c283一端，电阻r420另一端连接电容c280一端和主控芯片u1的rc引脚，电容c280另一端和电容c283另一端均接地，主控芯片u1的dr引脚连接隔离降压驱动电路的驱动端。主控芯片u1的ss引脚通过电容c288接地、dis/en引脚通过电阻r422接地，主控芯片u1的comp引脚通过电容c300以及串联的电阻r421、电容c303连接fb引脚，主控芯片u1的bp引脚通过电容c292接地。
38.本发明主芯片供电电路中的mos管q28在高压输入时刻，由高压输入采样供电电路供电开启，同时电压逐步上升的过程中，开启主控芯片u1，给主控芯片u1开始供电，主控芯片u1开始供电以后，其dr引脚产生pwm驱动信号驱动mos管q30，隔离降压驱动电路产生副边电压以后，由副边电压给主控芯片u1供电，同时主控芯片u1的开关频率通过调节电阻r420、电容c280实现，主控芯片u1使能默认上电使能。本发明主芯片供电电路在电源启动时刻由
高压输入级采样供电，当芯片供电开始以后，副边输出电压会回馈给芯片本身供电，减小输入级的电阻功耗和发热问题。
39.上述方案中，所述原边吸收电路为由电阻r399、电阻r400、电容c263和二极管d43形成的rcd吸收电路，能够吸收由于漏感产生的电压尖峰，所述电阻r399、电阻r400和电容c263并联，并联电路的一端连接高压电源、另一端连接二极管d43阴极，二极管d43阳极连接隔离降压驱动电路原边负极。
40.本发明rcd吸收电路对过电压的抑制要好于rc吸收电路，与rc电路相比vce升高的幅度更小，由于可以取大阻值的吸收电阻，在一定程度上降低了损耗。
41.上述方案中，所述隔离降压驱动电路包括降压变换器t1、mos管q30、电阻r414、电阻r415，所述降压变换器t1的原边正极连接高压电源、原边负极连接mos管q30的漏极，mos管q30的栅极通过电阻r414连接主芯片供电电路的驱动端，mos管q30的源极接地，电阻r415一端连接mos管q30的栅极、另一端连接mos管q30的源极。
42.降压变换器t1原边类似于正激变换器中的接法，第三绕组cn和二极管cd串联用来对原边激磁电感的去磁，一般情况下，可选择双股并绕。副边绕组与二极管d35及电阻r397保持原边驱动信号的波形，并实现隔离，其中调节电阻r414的大小，可以调节隔离驱动信号的驱动能力。本发明高压电源输入端hv-p电压额定大小为650v，输出低电压可以根据降压变换器匝比调节输出电压的大小。
43.上述方案中，所述副边滤波电路包括电阻r397、二极管d35、电容c262、电容c267、电容c268、电容c269，所述电阻r397和电容c262串联后与二极管d35并联，所述电容c267、电容c268、电容c269并联，并联电容的一端连接二极管d35阴极、另一端接地，二极管d35阳极连接隔离降压驱动电路副边正极。
44.上述方案中，所述电源反馈电路包括电阻r401、电阻r408、电阻r409，所述电阻r401一端连接副边滤波电路输出端、高压输入采样供电电路的供电端和主芯片供电电路的供电端、另一端连接电阻r408一端，电阻r408另一端接地，所述电阻r409与电阻r408并联。
45.上述方案中，还包括输入滤波电路，所述输入滤波电路包括电感l19、电容c265、电容c266、电容c270和电容c276，所述电感l19一端连接高压电源和电容c265一端，电感l19另一端连接原边吸收电路一端和电容c266一端，所述电容c265另一端连接电容c276一端，电容c276另一端接地，所述电容c266另一端连接电容c270一端，电容c270另一端接地。
46.上述方案中，还包括假负载电路，假负载电路包括四个并联的电阻，分别为电阻r403、电阻r404、电阻r405、电阻r406，在电源电路的输出电流较大的情况下假负载电路是不会工作的，当电源电路的输出电流不断减小，小到无法检测到时，假负载电路会提供一个小电流，这样可以使与电源电路相关的检测电路侦测到有负载电流，从而能保证电源电路正常运行，不会因为检测电路没有侦测到负载电流而停止工作，因此假负载电路工作的时候功率一般都很小，损耗不是很大。
47.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。