专利名称：低压直流变换器的高压保护电路及其方法
技术领域：
本发明是关于低压直流变换器的高压保护电路及其方法的。具体而言是关于保护输入到混合动カ汽车的低压直流变换器上的高压的电路及其方法。
背景技术：
混合动カ汽车上有将高压混合动カ电池的电カ整流成直流的低压直流变换器(Low DC/DC Converter,以下称“LDC”)。LDC通常起着将直流(DC)转换为交流(AC)，将此交流利用线圈、变压器、电容等进行升压或降压后，再次整流为直流(DC)，按照各电场负荷要求供电的作用。下面结合图I至图3，对现有的低压直流变换器(LDC)进行说明。图I是表示一般性的低压直流变换器的图。 如图I所示，低压直流变换器包括将主电池的输出即，相当于输入电压(Vin)的直流电压(DC)转换成交流电压(AC)的金氧半场效晶体管(以下称“M0SFET”)11、改变已转换交流电压大小的变压器(T) 12、连接在变压器12的二次端整流引导向二次端的电压的ニ极管13及再次转换成直流电压的电感器(L)和电容器(014。此时，低压直流变换器的输入电压利用变压器20的输出电压(Vinsec)来測定。在这里，变压器20的输出电压如数学式I。[数学式I]
Vin^sec = Vin * N2/N1
在数学式一中NI为变压器12的一次圈数，N2为变压器12的二次圈数。这样的低压直流变换器在输入端采用高压保护电路，如果输入电压为高压，就可以从高压受到保护。接下来，结合图2详细说明应用于低压直流变换器上的现有高压保护电路。图2为表示采用现有高压保护电路的低压直流变换器的图。图3是根据现有的高压保护电路表示电压与电流的关系的图。如图2所示，低压直流变换器10的输入端有高压保护(Over VoltageProtection,以下又称“0VP”)电路20。此时，高压保护电路20传感低压直流变换器10的输入电压中的高压输入(OVPsensing)。高压保护电路20包括微处理器21 (Microcomputer,以下称“Micom”)及门极驱动(gate driver)22。Micom21接到低压直流变换器10输入电压中的高压输入，将相当于进行内部处理(Process)的结果的故障(Fault)信号传递给门极驱动22上。门极驱动22通过相应于故障信号地控制低压直流变换器10的M0SFET11的门极端子，使低压直流变换器10的动作停止。如图3所示,在现有的高压保护电路20中Micom21以16bit process的处理速度将输入电压即，对应于高压输入的故障信号传递给门极驱动22实现低压直流变换器10动作的停止过程中，有IOOuS延迟的问题。还有，在低压直流变换器10里，在高压保护电路20停止自己的动作之前因过电流引起MOSFET11损坏的问题。这样的低压直流变换器(LDC)受到高压保护电路(OVER VOLTAGE PROTECTIONCIRCUIT)的保护以免因输入的电压(以下称“输入电压”)发生损坏。但是，在LDC里利用高压保护电路以16bit process的处理速度传感输入电压，欲得到保护时，因有IOOuS的迟延，具有高压保护电路的反应速度滞后的缺点。而且，在LDC里，随着高压保护电路的反应速度的滞后，输入电压上升，从而导致MOSFET启动出错(dead)的问题。
发明内容
本发明的目的是给混合动カ型汽车提供低压直流变换器的高压保护电路及其方法。技术方案
为解决所述课题，根据本发明实施例的，在低压直流变换器的输入端保护高压的电路包括比较由分配电阻传感到的输入到所述输入端上的输入电压和标准电压的比较器；所述比较器在所述传感电压高于所述标准电压时输出高信号的动作控制部；针对所述高信号停止门极驱动的动作的门极；以及所述门极驱动的动作停止后，在设定迟延时间之后停止动作的微处理器。所述动作控制部，包括第一晶体管、第二晶体管及第三晶体管，在所述比较器判断所述传感电压高于所述标准电压时所述第一晶体管启动，所述第二晶体管及所述第三晶体管启动为闩锁模式，可输出所述高信号。所述动作控制部，如果所述第一晶体管启动，将故障信号传递给所述微处理器，所述微处理器收到所述故障信号后，可在所述设定延迟时间之后停止动作。所述低压直流变换器，在根据所述比较器判断所述传感电压低于所述标准电压，且所述低压直流变换器的输出电压处于设定电压以下时，能正常工作。所述动作控制部在所述输入电压为420V以上时，可输出所述高信号。所述低压直流变换器，在判断所述输入电压不足420V，且所述低压直流变换器的输出电压呈9V以下吋，能正常工作。根据为解决所述课题的本发明的另ー实施例，位于低压直流变换器的输入端并包括晶体管、门极驱动以及微处理器的高压保护电路保护高压的方法包括所述高压保护电路利用分配电阻传感输入到所述输入端的输入电压的阶段；被所述分配电阻传感到的传感电压高于标准电压时，所述晶体管开始工作，以闩锁模式输出高信号的阶段；由所述闩锁模式的工作过程中所输出的高信号停止所述门极驱动的动作的阶段；及所述门极驱动的动作停止后，在设定时间延迟之后停止所述微处理器的工作的阶段。高压保护电路保护高压的方法还可能包括所述传感电压降至小于所述标准电压，且所述低压直流变换器的输出电压呈设定电压以下时，使所述低压直流变换器正常エ作的控制阶段。有益效果
根据本发明的实施例，低压直流变换器的高压保护电路及其方法在输入到低压直流变换器上的电压上升时，可不通过微处理器而直接使MOSFET的门极的动作停止，在输入电压ー上升就在延迟时间最短的状态下使MOSFET的门极停止，可防止MOSFET烧毁。
图I为现有的低压直流变换器的示意 图2为现有高压保护电路的低压直流变换器的示意 图3为根据现有高压保护电路表示电压与电流的关系的示意 图4为采用根据本发明实施例的高压保护电路的低压直流变换器的示意 图5为根据本发明实施例的高压保护电路的电压与电流的关系的示意图；
图6为根据本发明实施例的高压保护方法的流程图。
具体实施例方式将本发明结合附图详细说明的话，具体如下本发明的实施例具有向本领域技术人员更加完整地说明本发明而提供的。本发明实施例的低压直流变换器的高压保护电路及其方法，结合附图进行详细的说明。下面，结合图4至图5详细说明发明实施例的高压保护电路。图4为根据本发明实施例的高压保护电路的低压直流变换器的示意图。图5为本发明实施例的高压保护电路的电压与电流的关系的示意图。如图4所示，根据本发明实施例的OVP电路400位于低压直流变换器10的输入端上。在这里，低压直流变换器10与原有的低压直流变换器的组成相同，但并不仅限于此。OVP电路400包括分配电阻(Rl、R2)、比较器(COMP)、动作控制部410、或门极、Micom420及门极驱动430。在这里，动作控制部410包括多个晶体管(Trl (NPN) ,Tr (PNP)、TR(NPN))、稳压ニ极管(Zener)、电流限制电阻(R3、R4、R5、R6、R7)等。具体而言，分配电阻(Rl、R2)在输入端感知输入电压。此时，Micom420及门极驱动430正常工作。比较器(COMP)比较由分配电阻(R1、R2)探知的传感电压和标准电压(V,ef 2. 5V)。动作控制部410在输入电压比设定电压例如420V以上时启动。具体而言，动作控制部410在比较器(COMP)判断传感电压高于标准电压时，启动
以输出高信号。S卩，动作控制部410如果由比较器(COMP)判断传感电压高于标准电压时对应地启动Trl (NPN)，Tr (PNP)及TR(NPN)被启动成为闩锁模式(Latch Mode)来工作。此时，动作控制部410将对应于输出电压(Vtjut(HV))的高信号I传递给或门极。而且，动作控制部410在Trl (NPN)被启动时，将故障(Fault)信号传递给Micom21。之后，Micom420将对应于故障(Fault)信号的高信号I传递给或门极。之后，或门极将相当于两个输入信号的高信号传递给门极驱动430。
门极驱动430通过停止动作，使低压直流变换器10的动作停止。门极驱动430的动作停止IOOuS后,Micom420停止动作。即，Micom420在接收到传递给Micom420的故障(Fault)信号后，经过Micom420自身处理的设定迟延时间IOOuS以后动作才能停止。OVP电路400控制低压直流变换器10在比较器(COMP)判断传感电压小于标准电压，低压直流变换器10的输出电压处于设定电压9V以下时正常工作。如图5所示，根据本发明实施例的OVP电路400不发生原有高压保护电路20的迟延现象，在输入电压处ー经检测出高压，立即使低压直流变换器的动作停止，因此不会产生过电流。
接下来，结合附图6详细说明保护高压的方法。图6为表示根据本发明实施例的高压保护方法的流程图。首先，OVP电路400位于低压直流变换器10的输入端，从输入到低压直流变换器10上的高压处保护低压直流变换器10。为此，OVP电路400包括分配电阻(Rl、R2)、比较器(C0MP)、动作控制部410、或门极、Micom420以及门极驱动430。在这里，动作控制部410包括多个晶体管(Trl (NPN)、Tr(PNP)、TR(NPN))、稳压ニ极管(Zener)、电流限制电阻(R3、 R4、R5、R6、R7)等。结合图6，OVP电路400利用分配电阻(Rl、R2)感知加入到低压直流变换器10的输入端上的输入电压(S610)。OVP电路400的动作控制部410通过比较器(COMP)判断由分配电阻(R1、R2)探测到的传感电压是否高于标准电压，来判断加入到输入端的输入电压是否高于设定电压420V以上(S620)。在动作控制部410，如果输入电压为420V以上时Trl(NPN)启动，那么随之Tr (PNP)及TR(NPN)启动，以闩锁模式(Latch Mode)工作输出高信号S630。之后，动作控制部410根据闩锁模式的工作中所输出的高信号使门极驱动430的动作停止(S640)。具体而言，动作控制部410在Trl (NPN)启动时将故障(Fault)信号传递给Micom(21)。或门极对相应于两个输入信号的高信号进行OR连算传递给门极驱动430，以让门极驱动430的动作停止。门极驱动430的动作停止，低压直流变换器10M0SFET的动作停止。Micom420在门极驱动430的动作停止IOOuS后停止动作(S650)。OVP电路400判断输入电压是否下落到420V以下(S660)，输出电压下落到9V以下(S670)。即S660及S670阶段根据由比较器(COMP)判断传感电压是否低于标准电压，低压直流变换器10的输出电压是否达到9V以下来被执行。OVP电路400控制低压直流变换器10在输入电压为420V以下，输出电压为9V以下时正常工作(S680)。由此，根据本发明实施例的低压直流变换器的高压保护方法，通过在输入到低压直流变换器上的电压上升时直接使MOSFET的门极的动作停止，来防止MOSFET被烧毁。如上所述，我们在附图和说明书中掲示了最佳的实施例。在这里我们使用了ー些设定的术语，但这仅仅是为说明本发明而使用的，并不是为限定意思或为限制在权利要求书中所记载的本发明的范围而使用的。所以，本技术领域技术人员都能明白通过此可衍生出各式各样的变形及均等的其它实施例。因此，本发明真正的保护范围应根据所附的权利要求范围确定。
权利要求
1.一种高压保护电路，其特征在于，在低压直流变换器的输入端保护高压的电路上，包括加载于所述输入端的输入电压，比较由分配电阻探知的传感电压和标准电压的比较器； 如果由所述比较器判断所述传感电压高于所述标准电压时，输出高信号的动作控制部; 应对于所述高信号使门极驱动的动作停止的门极；以及 所述门极驱动的动作停止后，经设定延迟时间之后停止动作的微处理器。
2.根据权利要求I所述高压保护电路，其特征在于，所述动作控制部包括第一晶体管、第二晶体管及第三晶体管，应对于由所述比较器判断所述传感电压高于所述标准电压时所述第一晶体管启动的话，所述第二晶体管及所述第三晶体管随之启动，以闩锁模式工作输出所述高信号。
3.根据权利要求2所述高压保护电路，其特征在于，所述动作控制部在所述第一晶体管启动时将故障信号传递给所述微处理器，所述微处理器接收到所述故障信号后经所述设定迟延时间之后停止动作。
4.根据权利要求I所述高压保护电路，其特征在于，所述低压直流变换器在由所述比较器判断所述传感电压低于所述标准电压，且所述低压直流变换器的输出电压处于设定电压以下时正常工作。
5.根据权利要求I所述高压保护电路，其特征在于，所述动作控制部在所述输入电压达到420V以上时输出所述高信号。
6.根据权利要求I所述高压保护电路，其特征在于，所述低压直流变换器在所述输入电压被判定为低于420V，且所述低压直流变换器的输出电压处于9V以下时正常工作。
7.ー种高压保护方法，其特征在于，位于低压直流变换器的输入端，并设有晶体管、门极驱动及微处理器的高压保护电路在保护高压的方法，包括 所述高压保护电路通过分配电阻来感测输入到所述输入端上的输入电压； 由所述分配电阻感测到的传感电压高于标准电压时，所述晶体管们启动，以闩锁模式进行工作输出高信号的阶段； 由于所述闩锁模式工作中输出的高信号停止所述门极驱动的动作的阶段； 以及所述门极驱动的动作停止后，经设定延迟时间之后所述微处理器的动作停止的阶段。
8.根据权利要求7所述高压保护方法，其特征在于，还包括当所述传感电压回落到所述标准电压以下，且所述低压直流变换器的输出电压处于设定电压以下时，控制所述低压直流变换器正常工作的阶段。
全文摘要
本发明是关于低压直流变换器的高压保护电路及其方法，保护高压的电路包括比较在输入端由分配电阻探知的传感电压和标准电压的比较器；由比较器判定传感电压高于标准电压时，输出高信号的动作控制部；应对于高信号使门极驱动的动作停止的门极；以及门极驱动的动作停止后，经过设定迟延时间以后停止动作的微处理器。由此，保护高压的电路在输入到低压直流变换器上的电压上升时，不经微处理器直接使MOSFET的门极的动作停止，可以输入电压上升之后迟延最小的状态下可使MOSFET的门极停止，从而可防止MOSFET的烧毁。
文档编号H02H7/10GK102684162SQ201210061168
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月9日 优先权日2011年3月16日
发明者孙虎仁 申请人:现代摩比斯株式会社