车载充电机、稳压器以及电动汽车的制作方法

本技术涉及电力电子，尤其涉及一种车载充电机、稳压器以及电动汽车。

背景技术：

1、在电力电子技术领域中，供电系统中的稳压器可以将输入端(例如，电源端)提供的输入电压转换为与输出端(例如，负载端)匹配的输出电压，进而通过输入端为输出端进行供电。其中，线性稳压器由于结构简单，适应性强，被广泛应用。线性稳压器(以下也称为稳压器)包括开关管、稳压管和分压电路，开关管的第一端作为稳压器的输入端连接电源，开关管的控制端连接稳压管的第一端，开关管的第二端作为稳压器的正输出端连接分压电路的第一端和负载，稳压管的第二端作为稳压器的负输出端连接分压电路的第二端，稳压管的稳压端可以连接分压电路的第三端。这里的稳压管可以将分压电路的第三端的电压作为基准电压，稳压器可以基于稳压管的基准电压得到输出电压。

2、在现有技术中，例如在车载充电机中的稳压器中，稳压器的最大输出电压会受到开关管控制端和开关管第二端之间电压差值的限制，稳压器的最大输出电压小于输入电压减去开关管控制端和开关管第二端的电压差值，这导致当稳压器的输出电压确定时，稳压器的输入电压范围受限，提升供电成本，适应性差。

技术实现思路

1、本技术提供了一种车载充电机、稳压器以及电动汽车，可以通过提高稳压器中开关管的控制端的电压使得开关管工作于饱和区，在稳压器输出目标输出电压时，降低所需的第一电压值，进而扩大第一电压的范围，结构简单，适用性强。

2、第一方面，本技术提供了一种用于电动汽车的车载充电机，车载充电机包括功率电路、控制电路、驱动电路、电源管理电路和稳压器。功率电路用于接收交流电并为动力电池充电，控制电路用于控制驱动电路驱动功率电路。电源管理电路用于通过稳压器为控制电路供电，电源管理电路用于输出第一电压和第二电压，第二电压大于第一电压。稳压器包括开关管、稳压管和分压电路。

3、分压电路包括两个相串联的分压器件，一个分压器件的一端连接另一个分压器件的一端。

4、开关管的第一端用于接收第一电压，开关管的控制端用于接收第二电压，开关管的第二端用于连接一个分压器件的另一端。稳压管的第一端用于连接另一个分压器件的另一端，稳压管的第二端用于连接开关管的控制端，稳压管的参考端用于连接一个分压器件的一端。

5、在本技术实施例中，开关管指晶体管、场效应管或者其他类型的三极管。开关管的第一端指晶体管中的集电极或者c极，或者场效应管的漏极或者d极。开关管的控制端指晶体管中的基极或者b极，或者场效应管的栅极或者g极。开关管的第二端指晶体管中的发射极或者e极，或者场效应管的源极或者s极。可以理解，这里的晶体管和场效应管仅以npn型晶体管和n沟道型场效应管为例进行介绍，当晶体管和场效应管为其他类型(例如，pnp型晶体管和p沟道型场效应管)时，开关管中各端口与晶体管或者场效应管各个极的对应关系也可以相应的调整以实现相同的功能，在此不再赘述。

6、可以理解，当第一电压大于第二电压时，稳压器的最大输出电压会受到开关管控制端和开关管第二端之间电压差值的限制,例如，稳压器的最大输出电压小于第一电压减去开关管控制端和开关管第二端的电压差值。本技术提供的车载充电机钟，第二电压大于第一电压，稳压器的最大输出电压不会受到开关管控制端和开关管第二端之间电压差值(例如，基极和发射极之间的电压ube)的限制。也就是说，当稳压器中开关管的第二电压大于第一电压时，开关管工作于饱和区，稳压器中开关管第一端和第二端的电压差值(例如，基极和发射极之间的电压ube)小于稳压器中控制端和第二端的电压差值(例如，集电极和发射极之间的电压uce)，也即，输出电压的最大值和第一电压的差值小于预设值。此时稳压器的输出电压等于第一电压减去开关管第一端和开关管第二端的电压差值。换句话说，稳压器中开关管的第二电压大于第一电压，开关管第一端和开关管第二端的电压差值可以降低，此时稳压器输出目标输出电压所需要的第一电压比较小。因而，在稳压器输出目标输出电压时，可选用的第一电压的取值范围变大。

7、本技术中的车载充电机通过设置第二电压大于第一电压，开关管第一端和开关管第二端的电压差值减小，可降低稳压器输出目标输出电压时所需要的第一电压，进而在稳压器输出目标输出电压时，扩大第一电压的取值范围，在保证供电需求的同时，提升车载充电机的适用性，降低车载充电机的设计成本，结构简单。

8、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，驱动电路包括驱动电路供电单元，控制电路包括控制电路供电单元，驱动电路供电单元用于接收来自电源管理电路的供电，控制电路供电单元用于接收来自稳压器的供电。这里，电源管理电路可以输出多路电压，电源管理电路可以将一路电压提供给驱动电路中的驱动电路供电单元，也可以将另一路电压提供给稳压器中的稳压供电单元，结构简单，适用性高。

9、结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，分压电路的两个串联的分压器件为串联的第一分压电阻和第二分压电阻，稳压管的参考端用于连接第一分压电阻和第二分压电阻的串联点。这里，第一分压电阻的阻值、第二分压电阻的阻值、稳压管的设定值和稳压器的目标输出电压满足关系ux/v0＝r2/(r1+r2)。其中，r1是第一分压电阻的阻值，r2是第二分压电阻的阻值，ux为稳压管的设定值，v0为稳压器的目标输出电压。当稳压器的输出电压小于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压小于ux，此时电流从稳压管的第一端流向开关管的控制端，以提升稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0。当稳压器的输出电压大于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压大于ux,此时电流从开关管的控制端流向稳压管的第一端，以降低稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0，结构简单，适用性强。

10、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，分压电路的两个串联的分压器件为串联的第一分压管和第三分压电阻，稳压管的参考端用于连接第一分压管和第三分压电阻的串联点。这里，第一分压管的导通电压值、稳压管的设定值和稳压器的目标输出电压满足关系v0＝ux+ud。其中，ud为第一分压管的导通电压值，ux为稳压管的设定值，v0为稳压器的目标输出电压。当稳压器的输出电压小于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压小于ux，此时电流从稳压管的第一端流向开关管的控制端，以提升稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0。当稳压器的输出电压大于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压大于ux,此时电流从开关管的控制端流向稳压管的第一端，以降低稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0，结构简单，适用性强。

11、结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，稳压器还包括第一滤波电容，第一滤波电容的一端用于连接开关管的第一端，第一滤波电容的另一端用于连接稳压管的第一端。这里，第一滤波电容可以滤除稳压器输入端输入的信号所包含的杂波分量(例如，高次谐波)，提升稳压器的稳定性和安全性。

12、结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，稳压器还包括第二滤波电容，第二滤波电容的一端用于连接一个分压器件的另一端，第二滤波电容的另一端用于连接另一个分压器件的另一端。这里，第二滤波电容可以滤除稳压器输出端输出的信号所包含的杂波分量(例如，高次谐波)，提升稳压器的稳定性和安全性。

13、结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，稳压器还包括保护电阻，保护电阻连接开关管的控制端，开关管的控制端用于通过保护电阻接收第二电压，以避免开关管的控制端直接连接较高的输入电压，提高稳压器的安全性。

14、第二方面，本技术提供了一种稳压器，稳压器包括开关管、稳压管和分压电路。分压电路包括两个相串联的分压器件，一个分压器件的一端连接另一个分压器件的一端。开关管的第一端用于接收第一电压，开关管的控制端用于接收第二电压，第二电压大于第一电压，开关管的第二端连接一个分压器件的另一端，开关管的第二端用于向负载供电。稳压管的第一端用于连接另一个分压器件的另一端，开关管的第二端用于连接开关管的控制端，稳压管的参考端用于连接一个分压器件的一端。

15、本技术中，第二电压大于第一电压，开关管第一端和开关管第二端的电压差值减小，可降低稳压器输出目标输出电压时所需要的第一电压，进而在稳压器输出目标输出电压时，扩大第一电压的取值范围，在保证供电需求的同时，提升稳压器的适用性，降低稳压器的设计成本，结构简单。

16、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，分压电路的两个串联的分压器件为串联的第一分压电阻和第二分压电阻，稳压管的稳压端用于连接第一分压电阻和第二分压电阻的串联点。这里，第一分压电阻的阻值、第二分压电阻的阻值、稳压管的设定值和稳压器的目标输出电压满足关系ux/v0＝r2/(r1+r2)。其中，r1是第一分压电阻的阻值，r2是第二分压电阻的阻值，ux为稳压管的设定值，v0为稳压器的目标输出电压。当稳压器的输出电压小于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压小于ux，此时电流从稳压管的第一端流向开关管的控制端，以提升稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0。当稳压器的输出电压大于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压大于ux,此时电流从开关管的控制端流向稳压管的第一端，以降低稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0，结构简单，适用性强。

17、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，分压电路的两个串联的分压器件为串联的第一分压管和第三分压电阻，稳压管的稳压端用于连接第一分压管和第三分压电阻的串联点。这里，第一分压管的导通电压值、稳压管的设定值和稳压器的目标输出电压满足关系v0＝ux+ud。其中，ud为第一分压管的导通电压值，ux为稳压管的设定值，v0为稳压器的目标输出电压。当稳压器的输出电压小于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压小于ux，此时电流从稳压管的第一端流向开关管的控制端，以提升稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0。当稳压器的输出电压大于目标输出电压v0时，稳压管的稳压端的电压大于ux,此时电流从开关管的控制端流向稳压管的第一端，以降低稳压器的输出电压值，直至稳压器的输出电压等于目标输出电压v0，结构简单，适用性强。

18、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，稳压器还包括电压控制电路，电压控制电路连接开关管的控制端。这里的电压控制电路用于调节开关管的控制端接收到的第二电压。这里，电压控制电路可以调节开关管的控制端接收到的第二电压。例如，当电压控制电路的输入电压为v2′时，电压控制电路可以将电压提升或者降低至第二电压v2并提供给开关管的控制端，结构简单，适用性强。可以理解，在稳压器中的开关管未工作于饱和区(例如，放大区)时，如果稳压器的第一电压可以满足稳压器输出目标输出电压时，控制电路也可以相应调节第二电压v2的大小使得第二电压小于第一电压，以满足其他应用场景的稳压需求。

19、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，稳压器还包括保护电阻，保护电阻连接开关管的控制端，开关管的控制端用于通过保护电阻接收第二电压，以避免开关管的控制端直接连接较高的输入电压，提高稳压器的安全性。

20、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，稳压器还包括第一滤波电容，第一滤波电容连接开关管的第一端和稳压管的第二端。这里，第一滤波电容可以滤除稳压器输入端输入的信号所包含的杂波分量(例如，高次谐波)，提升稳压器的稳定性和安全性。

21、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，稳压器还包括第二滤波电容，第二滤波电容连接分压电路的第一端和分压电路的第二端。这里，第二滤波电容可以滤除稳压器输出端输出的信号所包含的杂波分量(例如，高次谐波)，提升稳压器的稳定性和安全性。

22、第三方面，本技术提供了一种电动汽车，该电动汽车可包括低压蓄电池以及第一方面或第一方面任一种可能的实施方式中的车载充电机，低压蓄电池用于向车载充电机的电源管理电路供电。采用本技术，电动汽车中车载充电机的稳压器中开关管的第二电压大于第一电压，开关管第一端和开关管第二端的电压差值减小，可降低稳压器输出目标输出电压时所需要的第一电压，进而在稳压器输出目标输出电压时，扩大第一电压的取值范围，在保证供电需求的同时，提升车载充电机的适用性，降低车载充电机的设计成本，结构简单。