一种反激式开关电源的保护装置、方法和电动汽车与流程

本发明属于开关电源，具体涉及一种反激式开关电源的保护装置和方法、以及具有该反激式开关电源的保护装置的电动汽车，尤其涉及一种电动汽车反激式开关电源输出整流二极管的防击穿电路及其控制方法、以及具有该防击穿电路的电动汽车。

背景技术：

1、生活电器内部控制器的反激式开关电源的输入电压，一般在ac 85v-ac265v范围内；供电时，通常需要先经过滤波后再整流成310v的直流电，然后经过高频变压器和输出整流二极管后进行电压转换得到一路或者多路低压直流电供给所需要的低压直流负载。

2、当输入电压较低时，整流输出二极管输出的电压也在一个较低的水平，不会出现损坏输出整流二极管的情况；但是当输入电压是高达几百伏的直流电(即高压直流电)时会出现损毁控制器的情况，例如电动汽车上的高压直流电，在恶劣环境行驶的过程中或者上电瞬间母线直流电压可能会出现瞬间的波动或者高浪涌电压冲击，这样往往会导致输出整流二级管击穿短路，导致控制器板损毁失效。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种反激式开关电源的保护装置、电动汽车及其反激式开关电源的保护方法，以解决生活电器内部控制器的反激式开关电源的输入电压为高压直流电时，在恶劣工况中或者在上电瞬间母线直流电压可能会出现瞬间的波动或者高浪涌电压冲击，会导致反激式开关电源输出侧的整流二级管击穿短路，导致控制器板损毁失效的问题，达到通过在反激式开关电源中高频变压器的二次绕组输出侧设置吸收支路和电压检测模块，在反激式开关电源中高频变压器的二次绕组输出侧检测到波动电压或浪涌电压时利用吸收支路对波动电压或浪涌电压进行吸收，以提前保护输出整流二极管避免击穿，提高了对反激式开关电源保护的及时性和可靠性的效果。

2、本发明提供一种反激式开关电源的保护装置中，所述反激式开关电源，包括：变压器模块和输出整流二极管模块；所述反激式开关电源的保护装置，包括：吸收支路、电压检测模块和控制模块；所述吸收支路，包括：吸收模块和开关模块；其中，直流输入电压，输入至所述变压器模块的一次绕组；所述变压器模块的二次绕组的输出侧，经所述输出整流二极管模块后输出直流电压；所述吸收支路，设置在所述变压器模块的二次绕组的输出侧，与所述输出整流二极管模块并联，且位于所述输出整流二极管模块的前端；所述开关模块，默认处于断开的状态；所述电压检测模块，设置在所述变压器模块的二次绕组的输出侧，且位于所述输出整流二极管模块的前端，用于检测所述变压器模块的二次绕组的输出侧的电压；所述控制模块，用于在接收到所述变压器模块的二次绕组的输出侧的电压的情况下，若确定所述变压器模块的二次绕组的输出侧的电压不在设定电压范围内，则认为所述反激式开关电源的母线直流电压出现波动电压或浪涌电压，发出控制信号，以控制所述开关模块闭合；所述开关模块，用于在接收到所述控制信号的情况下，使所述开关模块自身闭合，以接通所述吸收支路，使所述吸收模块吸收所述吸收波动电压或所述浪涌电压，实现对所述输出整流二极管模块的保护。

3、在一些实施方式中，所述吸收模块，包括：压敏电阻模块；所述开关模块，包括：继电器模块；其中，在所述变压器模块的二次绕组的输出侧，所述变压器模块的二次绕组的同名端，经所述压敏电阻和所述继电器模块的常开触点后，与所述变压器模块的二次绕组的异名端相连；所述变压器模块的二次绕组的同名端，还连接至所述输出整流二极管模块的阳极；所述输出整流二极管模块的阴极，连接至所述反激式开关电源的直流电压输出端的第一连接端子；所述变压器模块的二次绕组的异名端，还连接至所述反激式开关电源的直流电压输出端的第二连接端子；所述反激式开关电源的直流电压输出端的第二连接端子接地。

4、在一些实施方式中，还包括：输出滤波模块；其中，所述输出滤波模块，设置在所述输出整流二极管模块的阴极与所述反激式开关电源的直流电压输出端的第二连接端子之间，用于对所述变压器模块的二次绕组的输出侧的电压经整流之后再进行滤波之后再输出。

5、在一些实施方式中，还包括：输入滤波模块；其中，所述输入滤波模块，位于所述直流输入电压的输入端子与所述变压器模块的一次绕组的输入侧之间，且设置在所述直流输入电压的输入端子与地之间，用于对所述直流输入电压进行滤波之后，再输入至所述变压器模块的一次绕组的输入侧。

6、在一些实施方式中，还包括：采样模块、稳压模块、光耦模块、开关电源芯片和钳位保护模块；其中，所述采样模块，设置在所述反激式开关电源的输出端，用于采样所述反激式开关电源的输出直流电压；所述稳压模块，设置在所述采样模块与所述光耦模块之间，用于基于采样到的所述反激式开关电源的输出直流电压进行分压，提取分压电压；并基于提取到的所述分压电压设置所述光耦模块的基准电压，以确定所述光耦模块中二极管的正向压降；所述光耦模块，设置在所述稳压模块的输出侧，且分别连接至所述开关电源芯片、以及所述变压器模块的一次绕组的输入侧，用于向所述开关电源芯片中mos管的控制端提供控制电流；所述开关电源芯片，设置在所述光耦模块与所述钳位保护模块之间，用于在采样到的所述反激式开关电源的输出直流电压大于所述光耦模块中二极管的正向压降与所述采样模块上的压降之和时，所述开关电源芯片中mos管的控制端提供控制电流随着所述光耦模块中三极管发射极的电流升高的情况下，使所述开关电源芯片中mos管的占空比下降，以使所述反激式开关电源的输出直流电压下降，实现对所述反激式开关电源的输出直流电压的钳位保护。

7、在一些实施方式中，还包括：采样模块、稳压模块、光耦模块、开关电源芯片和钳位保护模块；其中，所述采样模块，设置在所述反激式开关电源的输出端，用于采样所述反激式开关电源的输出直流电压；所述稳压模块，设置在所述采样模块与所述光耦模块之间，用于基于采样到的所述反激式开关电源的输出直流电压进行分压，提取分压电压；并基于提取到的所述分压电压设置所述光耦模块的基准电压，以确定所述光耦模块中二极管的正向压降；所述光耦模块，设置在所述稳压模块的输出侧，且分别连接至所述开关电源芯片、以及所述变压器模块的一次绕组的输入侧，用于向所述开关电源芯片中mos管的控制端提供控制电流；所述开关电源芯片，设置在所述光耦模块与所述钳位保护模块之间，用于在采样到的所述反激式开关电源的输出直流电压大于所述光耦模块中二极管的正向压降与所述采样模块上的压降之和时，所述开关电源芯片中mos管的控制端提供控制电流随着所述光耦模块中三极管发射极的电流升高的情况下，使所述开关电源芯片中mos管的占空比下降，以使所述反激式开关电源的输出直流电压下降，实现对所述反激式开关电源的输出直流电压的钳位保护。

8、与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种电动汽车，包括：以上所述的反激式开关电源的保护装置。

9、与上述电动汽车相匹配，本发明再一方面提供一种电动汽车的反激式开关电源的保护方法中，包括：检测所述变压器模块的二次绕组的输出侧的电压；在接收到所述变压器模块的二次绕组的输出侧的电压的情况下，若确定所述变压器模块的二次绕组的输出侧的电压不在设定电压范围内，则认为所述反激式开关电源的母线直流电压出现波动电压或浪涌电压，发出控制信号，以控制所述开关模块闭合；在接收到所述控制信号的情况下，使所述开关模块自身闭合，以接通所述吸收支路，使所述吸收模块吸收所述吸收波动电压或所述浪涌电压，实现对所述输出整流二极管模块的保护。

10、在一些实施方式中，还包括：采样所述反激式开关电源的输出直流电压；基于采样到的所述反激式开关电源的输出直流电压进行分压，提取分压电压；并基于提取到的所述分压电压设置所述光耦模块的基准电压，以确定所述光耦模块中二极管的正向压降；通过所述光耦模块，向所述开关电源芯片中mos管的控制端提供控制电流；在采样所述反激式开关电源的输出直流电压大于所述光耦模块中二极管的正向压降与所述采样模块上的压降之和时，所述开关电源芯片中mos管的控制端提供控制电流随着所述光耦模块中三极管发射极的电流升高的情况下，使所述开关电源芯片中mos管的占空比下降，以使所述反激式开关电源的输出直流电压下降，实现对所述反激式开关电源的输出直流电压的钳位保护。

11、由此，本发明的方案，通过在反激式开关电源中高频变压器的二次绕组输出侧、且输出整流二极管的前端，设置吸收支路和电压检测模块，该吸收支路与输出整流二极管并联；该吸收支路中，设置有吸收模块(如压敏电阻rv)和开关模块(如继电器k1)，该开关模块默认处于断开状态；在反激式开关电源工作的情况下，通过电压检测模块检测高频变压器的二次绕组输出侧的电压，通过主芯片mcu判断该电压是否在设定电压范围内：若不是，则认为电压检测模块检测到的电压是浪涌电压，主芯片mcu控制该开关模块闭合，以使得吸收模块对波动电压或浪涌电压进行吸收，实现对输出整流二极管的保护；从而，通过在反激式开关电源中高频变压器的二次绕组输出侧设置吸收支路和电压检测模块，在反激式开关电源中高频变压器的二次绕组输出侧检测到波动电压或浪涌电压时利用吸收支路对波动电压或浪涌电压进行吸收，以提前保护输出整流二极管避免击穿，提高了对反激式开关电源保护的及时性和可靠性。

12、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

13、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。