电动汽车及用于其的车载电源的dc/dc变换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电动汽车及用于其的车载电源的DC/DC
变换装置。
【背景技术】
[0002]目前，电动汽车中的车载电源包括车载充电机和车载DC/DC。车载充电机主要由两级变换器组成，前级为AC/DC变换器；后级为DC/DC变换器。车载充电机中的AC/DC变换器把交流电整流成直流电，实现功率校正，降低电流谐波功能；然后DC/DC变换器再把前级直流电变换成电压和电流可控的直流电，给动力电池充电，实现恒流充电和恒压充电功能。
[0003]有的车载DC/DC由两级DC/DC变换器组成，有的则只有一级DC/DC变换器，在两级DC/DC变换器中，前级DC/DC变换器的作用主要是把动力电池的高压降为低压，然后由后级DC/DC变换器去实现恒压限流工作，给蓄电池和低压电器供电；如果车载DC/DC只有一级DC/DC变换器，则直接把动力电池的电压变换成低压，实现恒压限流工作，给蓄电池和低压电器供电。由此可见，车载充电机的后级和车载DC/DC中都有DC/DC变换器这个环节。由于车载电源功率都比较小，在3.3kw以下，为了降低损耗，提高效率，在相关技术中，车载充电机中的后级DC/DC变换器或者车载DC/DC中的后级DC/DC变换器或者车载DC/DC中的DC/DC变换器(如果车载DC/DC只有一级DC/DC变换器)多采用LLC串联谐振半桥拓扑结构，这种拓扑结构电路能实现开关器件零电流关断和零电压开通。
[0004]但是，相关技术中存在以下缺点:具有LLC串联谐振半桥电路的车载电源，其变压器的次级电流为正弦波与三角波之差，该电流需要进行电容滤波以形成恒流，然后进行恒流输出；或者再形成电压反馈回路，实现恒压限流输出。由于车载电源功率比较小，许多供应商为了降低成本，往往采用比较简单的开关器件驱动电路，没有作电流保护措施，仅采样滤波后的恒流，用作电流环控制和电流保护。当电流采样前级电路出现过流故障时，电流采样回路没有采样到电流，控制器则继续输出控制信号，甚至增大控制信号，以增大电流，此时，电流将会越来越大，开关器件驱动电路又没有过流保护措施，因此，在发生过流时，车载电源根本无法进行自我保护，容易造成事故，威胁用户的安全。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0006]为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置。该装置能在检测出开关器件MOSFET在导通期间发生过流时关断M0SFET，可提升电动汽车的安全性和可靠性。
[0007]本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车。
[0008]为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置，包括=LLC串联谐振半桥电路、过流检测电路、比较电路和控制器，其中，所述LLC串联谐振半桥电路包括第一 M0SFET、第二 MOSFET以及用于驱动所述第一 MOSFET的第一驱动单元和用于驱动所述第二 MOSFET的第二驱动单元，所述第一 MOSFET的漏极与直流母线的正极相连，所述第一 MOSFET的源极与所述第二 MOSFET的漏极相连，所述第一 MOSFET的栅极与所述第一驱动单元相连，所述第二 MOSFET的源极与直流母线的负极相连，所述第二MOSFET的栅极与所述第二驱动单元相连，所述第一 MOSFET的源极与所述第二 MOSFET的漏极之间具有第一节点；所述过流检测电路与所述第二驱动单元和所述第一节点相连，用于检测所述第二 MOSFET是否发生过流；所述比较电路与所述过流检测电路相连，用于当所述第二 MOSFET发生过流时生成过流检测信号；以及所述控制器与所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述比较电路相连，所述控制器用于根据所述过流检测信号生成过流保护信号以关闭输入到所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的控制信号，以使所述第一驱动单元和所述第二 MOSFET关断。
[0009]根据本发明实施例的用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置，通过过流检测电路来检测LLC串联谐振半桥电路中的第二MOSFET是否发生过流，比较电路在第二MOSFET发生过流时生成过流检测信号，控制器根据比较电路输出的过流检测信号生成过流保护信号以关闭输入到第一驱动单元和第二驱动单元的控制信号，以使第一 MOSFET和第二MOSFET关断。因此，本发明实施例的用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置能够快速地检测出LLC串联谐振半桥电路中的开关器件第二MOSFET在导通期间是否发生过流，并在发生过流时关断第一 MOSFET和第二 M0SFET，以保护第一 MOSFET和第二 M0SFET，同时在第二MOSFET的开启与关断期间均不会产生误动作，从而提升了电动汽车的安全性和可靠性；另外，该装置的电路结构简单、成本低、应用范围广。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述第二驱动单元包括:第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制器的输出端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与所述直流母线负极相连；第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二电阻的一端相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一二极管的阳极相连，所述第一三极管的发射极与所述第一二极管的阴极相连，所述第一三极管的集电极与所述直流母线负极相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端与所述直流母线负极相连；瞬态抑制器二极管，所述瞬态抑制器二极管的一端与所述第二MOSFET的栅极相连，所述瞬态抑制器二极管的另一端与所述直流母线负极相连。
[0011]在本发明的一个实施例中，所述过流检测电路包括:第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一电阻的一端相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与第一三极管的发射极相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第六电阻的另一端相连，所述第二二极管的阴极与所述第一节点相连；第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第五电阻的另一端相连，所述第二三极管的发射极分别与所述第六电阻的另一端和所述第二二极管的阳极相连，所述第二三极管的集电极与所述直流母线负极相连。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述比较电路包括:第七电阻，所述第七电阻的一端与预设电源相连；第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第七电阻的另一端相连，所述第八电阻的另一端接地；第九电阻，所述第九电阻的一端分别与所述第七电阻的另一端和所述第八电阻的一端相连；第十电阻，所述第十电阻的一端分别与所述第六电阻的另一端、所述第二二极管的阳极和所述第二三极管的发射极相连；比较器，所述比较器的同相输入端与所述第九电阻的另一端相连，所述比较器的反相输入端与所述第十电阻的另一端相连，所述比较器的输出端与所述控制器的输入端相连，所述比较器的输出端为所述比较电路的输出端；第十一电阻，所述第十一电阻的一端分别与所述第十电阻的另一端、所述比较器的反相输入端相连，所述第十一电阻的另一端与所述比较器的输出端相连。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述控制器还包括:控制芯片；连接在所述比较电路和所述控制芯片之间的驱动逻辑电路，所述驱动逻辑电路包括第一与门和第二与门，其中，所述第一与门的第一输入端与所述控制芯片的第一输出端相连，所述第一与门的第二输入端与所述比较电路的输出端相连，所述第二与门的第一输入端与所述控制芯片的第二输出端相连，所述第二与门的第二输入端与所述比较电路的输出端相连。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述LLC串联谐振半桥电路中的第一电容与第一电感、第二电感串联，所述第二电感与所述用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置中的变压器的初级绕组并联，其中，所述第一电容的一端与所述第一节点相连，所述第一电容的另一端与所述第一电感的一端相连，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端相连，所述第二电感的另一端与所述直流母线负极相连。
[0015]为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的电动汽车，包括本发明第一方面实施例的用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置。
[0016]根据本发明实施例的电动汽车，由于具有了用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置，提升了安全性和可靠性。
[0017]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0018]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
[0019]图1是根据本发明一个实施例的用于电动汽车的车载电源的DC/DC变换装置的结构示意图；