车载DC/DC变换器系统技术方案

本发明专利技术提供了一种车载DC/DC变换器系统，其中，所述输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路、电源控制器电路设于所述M块PCB板，所述变压器通过所述厚铜PCB板作绕组；若所述输出滤波电路包括输出滤波电感，则所述输出滤波电感通过所述厚铜PCB板作绕组；所述逆变电路包括至少一个第一功率开关管，所述第一功率开关管被所述第一驱动电路控制实现所述逆变电路的通断。

【技术实现步骤摘要】
车载DC/DC变换器系统
本专利技术涉及车载领域，尤其涉及一种车载DC/DC变换器系统。
技术介绍
现有直流变换器的输出端或功率器件等涉及低压大电流的设计方案多数阐述的是电路设计或控制策略，参见申请号为CN01132209.8的专利“一种双向直流－直流变换器”，申请号为CN200710124892.6的专利“一种直流变换器”，申请号为CN201210002151.1的专利“一种隔离直流双向变换器”和申请号为CN201310637120.8的专利“一种双变压器串并联式隔离型软开关直流变换器及其控制方法”，其中，均没有涉及PCB电路板的大电流散热问题而设计的解决方案，尤其未涉及车载环境下的散热解决方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何实现变换器的大电流散热问题。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种车载DC/DC变换器系统，包括输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、第二驱动电路、输出滤波电路和电源控制器电路；所述输入滤波电路连接输入连接器，所述第一驱动电路被所述电源控制器电路控制驱动所述逆变电路工作，所述输入滤波电路通过所述逆变电路连接所述变压器的第一侧，所述变压器的第二侧通过所述整流电路连接所述输出滤波电路，所述输出滤波电路连接输出连接器；所述第二驱动电路被所述电源控制器电路控制驱动所述整流电路工作；还包括M块PCB板，所述输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路、电源控制器电路设于所述M块PCB板，M为大于等于1的整数，所述M块PCB板包括N块厚铜PCB板，N为大于等于1且小于等于M的整数，所述变压器通过所述厚铜PCB板作绕组，所述厚铜PCB板的其中一层或多层的铜厚度大于等于105微米；所述输出滤波电路包括输出滤波电感和/或输出滤波电容，若所述输出滤波电路包括输出滤波电感，则所述输出滤波电感通过所述厚铜PCB板作绕组；所述逆变电路包括至少一个第一功率开关管，所述第一功率开关管被所述第一驱动电路控制实现所述逆变电路的通断。可选的，所述的车载DC/DC变换器系统还包括第二驱动电路，所述整流电路包括至少一个第二功率开关管，所述功率开关管被所述第二驱动电路控制实现所述全桥电路的通断，所述第二驱动电路被所述电源控制器电路控制驱动所述整流电路工作。可选的，所述第一功率开关管和/或所述第二功率开关管贴装于所述厚铜PCB板。可选的，所述厚铜PCB板的数量为一块，所述输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路和电源控制器电路设于同一所述厚铜PCB板。可选的，所述输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路设于同一所述厚铜PCB板。可选的，所述变压器、整流电路和输出滤波电路设于同一所述厚铜PCB板。可选的，所述厚铜PCB板上设有传热通孔。可选的，所述的车载DC/DC变换器系统还包括散热器外壳和导热绝缘垫片，所述厚铜PCB板设于所述外壳内，且所述导热绝缘垫片设于所述散热器外壳和厚铜PCB板之间。可选的，所述输出滤波电路直接或者通过转接装置连接所述输出连接器。可选的，所述的车载DC/DC变换器系统还包括信号调理和保护电路，所述信号调理和保护电路分别连接所述输入滤波电路、逆变电路、整流电路和输出滤波电路，从而采集电流、电压和温度数据中至少之一，所述信号调理和保护电路还与所述电源控制器电路连接。可选的，所述的车载DC/DC变换器系统还包括微处理器电路，所述微处理器分别与所述信号调理电路和电源控制器电路连接。本专利技术引入了输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路和电源控制器电路形成变换器系统；其中，由于所述变压器安装在厚铜PCB上，其可以通过磁芯的上下表面分别与上下冷却面紧密接触，进行散热；解决了如何实现变换器的大电流散热问题。进一步地，变压器采用PCB的铜走线作为绕组，其绕组允许的密度远大于独立变压器绕组的功率密度，有助于减小对应功能变压器的体积。其简化了传统变压器的绕线工艺，且无须对骨架单独开模，有助于快速生产。进一步地，电感采用PCB走线作为绕组，简化了大电流电感的绕线工艺，且无须对骨架单独开模，有助于快速生产。进一步地，其中一种可选方案中，采用贴片式功率开关管，比如场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor)或其他功率开关管，可以减小功率开关管引脚的寄生参数，进一步减少引脚处电压电流波形的振荡和功率开关管的损耗；可以采用回流焊生产工艺，相比插件器件，更易安装，其生产效率更高；可以同时利用功率开关管的上表面和下表面进行散热，减少器件的温升，提高器件的电流处理能力。附图说明图1至图3是本专利技术三个可选实施例中车载DC/DC变换器系统的示意图；图4是本专利技术一可选实施例中散热器外壳的示意图；图5是本专利技术一可选实施例中厚铜PCB板的示意图；图6是本专利技术一可选实施例中PCB底壳的示意图；图7是本专利技术一可选实施例中PCB板的示意图一；图8是本专利技术一可选实施例中PCB板的示意图二；图9是本专利技术一可选实施例中效率示意图。具体实施方式以下将结合图1至图9对本专利技术提供的车载DC/DC变换器系统进行详细的描述，其为本专利技术可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本专利技术精神和内容的范围内，对其进行修改和润色。请参考图1至图9，本专利技术提供了一种车载DC/DC变换器系统，包括输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路和电源控制器电路；所述输入滤波电路连接输入连接器，所述第一驱动电路被所述电源控制器电路控制驱动所述逆变电路工作，所述输入滤波电路通过所述逆变电路连接所述变压器的第一侧，所述变压器的第二侧通过所述整流电路连接所述输出滤波电路，所述输出滤波电路连接输出连接器；还包括至少M块厚铜PCB板，M为大于等于1的整数，所述输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路、电源控制器电路设于所述PCB板，所述M块PCB板包括N块厚铜PCB板，N为大于等于1且小于等于M的整数，所述变压器通过所述厚铜PCB板作绕组；，所述厚铜PCB板的其中一层或多层的铜厚度大于等于105微米；所述输出滤波电路包括输出滤波电感和/或输出滤波电容，若所述输出滤波电路包括输出滤波电感，则所述输出滤波电感通过所述厚铜PCB板作绕组；所述逆变电路和/或整流电路包括功率开关管，所述功率开关管分别被所述第一驱动电路和/或第二驱动电路控制实现所述逆变电路和/或整流电路的通断。所述功率开关管，可以采用场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor)或其他类型功率开关管。图9是本系统的效率测试图。本专利技术可选方案中，多个功率元件共用一块PCB厚铜板做散热及走线设计；厚铜PCB走功率线，相比普通的PCB板外走线的方式走功率线的方案，其功率密度可以高很多；所有非功率元件与功率元件都安装在同一个厚铜PCB板上，可以减少信号之间的连接器与线束。非功率元件和部分小电流功率元件也可以安装在另一块PCB板上，再通过信号连接线或者小电流连接线与厚铜PCB板连接。图1至图3示意的实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载DC/DC变换器系统，其特征在于：包括输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路和电源控制器电路；所述输入滤波电路连接输入连接器，所述第一驱动电路被所述电源控制器电路控制驱动所述逆变电路工作，所述输入滤波电路通过所述逆变电路连接所述变压器的第一侧，所述变压器的第二侧通过所述整流电路连接所述输出滤波电路，所述输出滤波电路连接输出连接器；还包括M块PCB板，M为大于等于1的整数，所述输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路、电源控制器电路设于所述M块PCB板，所述M块PCB板包括N块厚铜PCB板，N为大于等于1且小于等于M的整数，所述变压器安装于所述厚铜PCB板，且所述变压器通过所述厚铜PCB板作绕组；所述厚铜PCB板的其中一层或多层的铜厚度大于等于105微米；所述输出滤波电路包括输出滤波电感和/或输出滤波电容，若所述输出滤波电路包括输出滤波电感，则所述输出滤波电感通过所述厚铜PCB板作绕组；所述逆变电路包括至少一个第一功率开关管，所述第一功率开关管被所述第一驱动电路控制实现所述逆变电路的通断。

【技术特征摘要】
1.一种车载DC/DC变换器系统，其特征在于：包括输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路和电源控制器电路；所述输入滤波电路连接输入连接器，所述第一驱动电路被所述电源控制器电路控制驱动所述逆变电路工作，所述输入滤波电路通过所述逆变电路连接所述变压器的第一侧，所述变压器的第二侧通过所述整流电路连接所述输出滤波电路，所述输出滤波电路连接输出连接器；还包括M块PCB板，M为大于等于1的整数，所述输入滤波电路、逆变电路、第一驱动电路、变压器、整流电路、输出滤波电路、电源控制器电路设于所述M块PCB板，所述M块PCB板包括N块厚铜PCB板，N为大于等于1且小于等于M的整数，所述变压器安装于所述厚铜PCB板，且所述变压器通过所述厚铜PCB板作绕组；所述厚铜PCB板的其中一层或多层的铜厚度大于等于105微米；所述输出滤波电路包括输出滤波电感和/或输出滤波电容，若所述输出滤波电路包括输出滤波电感，则所述输出滤波电感通过所述厚铜PCB板作绕组；所述逆变电路包括至少一个第一功率开关管，所述第一功率开关管被所述第一驱动电路控制实现所述逆变电路的通断。2.如权利要求1所述的车载DC/DC变换器系统，其特征在于：还包括第二驱动电路，所述整流电路包括至少一个第二功率开关管，所述功率开关管被所述第二驱动电路控制实现所述整流电路的通断，所述第二驱动电路被所述电源控制器电路控制驱动所述整流电路工作，所述第二功率开关管贴装于所述厚铜PCB板。3.如权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞方杰，王兴，
申请(专利权)人：上海逸伏汽车电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31