生成模拟控制器的开关信号的装置的制作方法

本发明涉及一种生成模拟控制器的开关信号的装置，更具体地，涉及一种生成用在混合动力车辆用或电动车辆用的低DC-DC转换器(alowDC-DCconverter(LDC))的模拟脉宽调制控制器中的开关信号的装置。
背景技术：
：近来，对混合动力车辆或电动车辆积极开展研究，以满足目前对提高燃料效率的需求。结果是对环境更友好的产品的开发不断增加。通常，混合动力车辆是指通过有效结合两种不同的动力源来驱动的车辆。特别是，混合动力车辆通常由通过燃烧燃料(也就是，诸如汽油的化石燃料)获取转矩的发动机(即，内燃机)和通过电池电力获取转矩的电动机驱动。混合动力车辆或电动车辆配备有用于给车辆的电气部件提供驱动电力的辅助电池和用于提供电动机(即，驱动电动机)的驱动电力的主电池，其中辅助电池被连接到低电压DC-DC转换器(LDC或LVDCDC，下文简称为LDC)，用于高电压和低电压之间的输出转换。在本领域中众所周知，混合动力或电动车辆中的LDC是一种充当车辆的交流发电机(alternator)的装置。对于这一点，LDC提供12V的电场负载，将来自高电压电池的高直流(DC)电压转换为低直流电压，并且将转换后的低直流(DC)电压充入辅助电池中。现有的LDC模拟控制器基于配置于其中的振荡器，使用电阻器RT和电容器CT的值生成固定的开关频率(例如，100KHz)，并且根据生成的开关频率来控制LDC。因此，由于高速开关而产生噪声，从而导致射频干扰(RFI：radiofrequencyinterference)。此外，现有LDC模拟控制器需要昂贵的滤波器来去除高速开关噪声。技术实现要素：本发明是为了解决发生在现有技术中的上述问题而做出的，同时由现有技术所取得的优点被完整保留。本发明的一方面提供生成模拟控制器的开关信号的装置，其通过以预设电压Vref_high和Vref_low以及预设周期生成作为开关信号的三角波，使得用于混合动力或电动车辆的低DC-DC转换器(LDC)的模拟脉宽调制(PWM：pulsewidthmodulation)具有对应于预设电压Vref_high和Vref_low的频率扩展范围(frequencyspreadingrange)和对应于预设周期的调制速率。根据本发明的实施例，一种生成模拟控制器的开关信号的装置，包括：被配置为设置三角波的电压Vref_high和Vref_low的电压设置单元；被配置为调节所述三角波的周期的周期调节器；被配置为基于由所述电压设置单元设置的电压以所述周期生成所述三角波的三角波发生器；以及被配置为使所述三角波的交流分量通过低电压DC-DC转换器(LDC)模拟控制器的交流分量通过单元。所述交流分量通过单元可以不依赖于偏置仅使三角波的交流分量通过。所述交流分量通过单元可以包括电容器和电阻器。所述电压可以确定所述LDC模拟控制器的开关频率的扩频范围(频率扩展范围)。所述周期可以确定所述LDC模拟控制器的调制速率。根据下面本发明的具体实施方式，本发明的上述及其他目的、特征、方面和优点可以被理解，并变得更为显而易见。此外，能够容易地理解，本发明的目的和优点能够通过权利要求中所描述的单元及其组合来实现。附图说明从下面结合附图的具体实施方式中，本发明的上述及其他目的、特征和优点将更加明显。图1是根据本发明的实施例的一种生成模拟控制器的开关信号的装置的结构图；图2是根据本发明的实施例的一种生成模拟控制器的开关信号的装置的电路图；图3是根据本发明的实施例的LDC模拟控制器中的频率扩展现象的示例图；图4是根据本发明的实施例的一种生成模拟控制器的开关信号的装置所生成的三角波的示例图；图5是应用本发明的实施例的一种LDC模拟控制器的输出波形的示例图；图6A是示出根据本发明的实施例的一种生成模拟控制器的开关信号的装置所生成的电磁波的改善效果的示例图；图6B是示出根据本发明的实施例的一种生成模拟控制器的开关信号的装置所生成的电磁波的改善效果的另一示例图。附图标记说明10：电压设置单元20：周期调节器30：三角波发生器40：交流(AC)分量通过单元50：LDC模拟控制器具体实施方式在下文中，将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。本文所使用的术语是仅为了说明特定实施例的目的，而无意限制本发明。如本文所使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”也用来包括其复数形式，除非上下文中另外明确指出。还可理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何和所有组合。应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆，例如客运汽车，包括运动型多用车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船和艇在内的水 运工具、航空器，等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。本文所提到的混合动力车辆是指使用一种或多种能源的车辆，例如汽油和电力混合动力车辆。此外，应当理解，下面方法或其方面的一个或多个可以由至少一个控制器执行。术语“控制器”可以指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储程序指令，并且处理器被专门编程用于执行程序指令，以执行下面进一步描述的一个或多个处理。此外，可以理解，下面的处理可以通过包括控制器连同其他部件的装置来执行。图1是根据本发明的实施例的一种生成模拟控制器的开关信号的装置的结构示意图。如图1所示，根据本发明的实施例的生成模拟控制器的开关信号的装置包括电压设置单元10、周期调节器20、三角波发生器30、交流(AC：alternatingcurrent)分量通过单元(ACcomponentpassingunit)40和LDC模拟控制器50。描述每一部件，首先电压设置单元10设置三角波的电压Vref_high和Vref_low。也就是，电压设置单元10设置三角波的最大电压Vref_high和最小电压Vref_low。接着，周期调节器20调节由三角波发生器30所生成的三角波的生成周期。即周期调节器20控制三角波发生器30以预设周期生成三角波。接下来，三角波发生器30基于由电压设置单元10设置的电压以由周期调节器20设置的周期生成三角波。接下来，交流(AC)分量通过单元40使由三角波发生器30生成的三角波的交流(AC)分量通过，而阻止直流(DC)分量。即，交流(AC)分量通过单元40将由三角波发生器30所生成的三角波的交流(AC)分量传输到LDC模拟控制器50，而不会将该三角波的直流(DC)分量传输到LDC模拟控制器50。也就是说，交流(AC)分量通过单元40不依赖于偏置(offset)的仅使三角波的交流(AC)分量通过。接下来，LDC模拟控制器50基于通过交流(AC)分量通过单元40的三角波的交流(AC)分量来控制LDC。在此情况下，由电压设置单元10设置的电压对应于LDC模拟控制器50的开关频率的扩频范围(该扩展范围根据上述电压来确定)，并且由周期调节器20所调节的周期对应于LDC模拟控制器50的调制速率(调制速率根据该周期 来确定)。因为LDC模拟控制器50是基于电流来控制该LDC的，所以发生扩频现象(thespreadingphenomenon)。图2是根据本发明的实施例的一种生成模拟控制器的开关信号的装置的电路图。如图2所示，交流(AC)分量通过单元40、周期调节器20和三角波发生器30被依次连接到LDC模拟控制器50的Rt端。在该结构中，交流(AC)分量通过单元40具有电容器和电阻器的简单结构来阻止三角波的直流(DC)分量，并且仅使其交流(AC)分量通过。如图3所示，频率扩展现象发生在接收通过交流(AC)分量通过单元40的三角波交流(AC)分量的LDC模拟控制器50中。在此种情况下，频率扩展范围是由三角波的电压范围所确定的，并且频率扩展范围f0±△f具有参考频率(100KHz)±10％。下文中，将参照图4对由用于生成三角波的电路生成的三角波进行更详细的描述。如图4所示，对应于频率范围的电压范围是3V，调制速率对应于周期。这里，箭头表示电流方向，以及当电流表示差值(differencevalue)时，作为最大值Vref_high的电压为2.78伏，并且当电流被分流时，作为最小值Vref_low的电压为2.22伏。在这种情况下，最大值和最小值可以基于下面的表1进行计算。[表1]V(Ref_High)2.78V5×R2/{(R1||R3)+R2}V(Ref_Low)2.22V5×(R1||R3)/{(R1||R2)+R2}图5是应用本发明的实施例的一种LDC模拟控制器的输出波形的示例图。图5的输出波形是由根据本发明的实施例的用于生成开关信号的装置所生成的三角波所扩展的频率的信号，其中三角波的频率调制速率是5.12毫秒，频率扩展范围是570毫伏，并且频率波动范围(frequencyfluctuationrange)510是从196.1KHz增加了9.8％而得到的215.4KHz到从196.1KHz降低了11.1％而得到的174.4KHz。这里，频率波动范围是频率分布图，其中频率范围越大，扩频宽度越宽。图6A是示出根据本发明的实施例的生成模拟控制器的开关信号 的装置所生成的电磁波的改善效果的示例图。图6A是示出在低电压输出端(低电压+)测得的电磁波的曲线图，其中圆点虚线部610在AM波段(530KHz到1.8MHz)平均是29分贝(dB)，这与根据本发明的实施例的用于生成开关信号的装置未被应用的情况相比，降低了10分贝以上。图6B是示出根据本发明的实施例的生成模拟控制器的开关信号的装置所生成的电磁波的改善效果的另一示例图。图6B是示出在LDC输出端测得的电磁波的曲线图，其中圆点虚线部620在AM波段(530KHz到1.8MHz)平均是58分贝，这与根据本发明的用于生成开关信号的装置未被应用的情况相比，降低了10分贝以上。如上所述，根据本发明的实施例，通过以预设电压Vref_high和Vref_low以及预设周期生成作为开关信号的三角波，能够使得用于混合动力或电动车辆的LDC的模拟脉宽调制(PWM)控制器具有对应于预设电压Vref_high和Vref_low的频率扩展范围以及对应于预设周期的调制速率。此外，通过允许用于混合动力或电动车辆的LDC的模拟PWM控制器具有对应于预设电压的扩频范围和对应于预设周期的调制速率，能够降低由于高速开关而产生的噪声。另外，根据本发明的实施例，通过降低由于高速开关而产生的噪声，能够除去射频干扰(RFI)。如上所述，本发明涉及领域的技术人员可以对本发明进行各种替代、变化和改型，而不背离本发明的范围和构思。因此，本发明并不限于上述实施例和附图。当前第1页1 2 3