一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路的设计方法，其新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路包括三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3，稳压二极管Z1和稳压二极管Z2，以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；电阻R2的一端和稳压二极管Z1的阳极均与三极管Q1的基极连接，电阻R3的一端和三极管Q1的集电极均与三极管Q2的基极连接，电阻R4的一端和三极管Q2的集电极均与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极与电阻R5的一端和电阻R6的一端连接。本发明专利技术方法步骤简单、实现方便、能够设计出输入电压范围宽、工作可靠性高、功耗低、满足使用需求的新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路及其设计方法
本专利技术属于电源稳压电路
，具体涉及一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路及其设计方法。
技术介绍
新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。其中，纯电动汽车、增程式电动汽车和混合动力汽车中均需要用到车载电源，新能源汽车车载电源主要包括DC/DC转换器和车载充电机(OBC)，DC/DC转换器将能量从高压电池包转移至低压蓄电池中，为汽车的空调、灯光、雨刷、防盗、音响、导航、电动转向、安全气囊、电子仪表、故障诊断系统等12V～48V的低压设备供电；DC/DC转换器的质量好坏直接影响着新能源汽车的可靠性，而构成DC/DC转换器的线性稳压电路是DC/DC转换器能够稳定可靠地为各用电单元供电的关键电路。当DC/DC转换器的输入电压波动大、不稳定时，要想实现稳定可靠的供电，就对线性稳压电路提出了特殊要求，需要设计一个简单的宽输入电压范围的线性稳压电源。根据稳压二极管的原理：是指利用PN结反向击穿状态，其电流可在一定范围内变化而电压基本不变的现象。所以，输入电源电压必须使得流入稳压二极管的电流介于进入稳压区的最小电流和不至于损坏稳压二极管的最大电流之间，传统的由稳压二极管构成的线性稳压电路中，稳压二极管只串接了一个限流电阻，这就明显地限制了输入电压的范围；将输入电压范围有限的线性稳压电源应用在新能源汽车车载电源的DC/DC转换器，无法保证DC/DC转换器为汽车的空调、灯光、雨刷、防盗、音响、导航、电动转向、安全气囊、电子仪表、故障诊断系统等用电单元供电，无法保证新能源汽车的稳定可靠运行，无法保证新能源汽车行驶的安全性，限制了新能源汽车的发展和推广应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电路结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低，输入电压范围宽，反应速度快，工作可靠性高，功耗低，工作产生的噪声低，实用性强，使用效果好，便于推广使用的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：包括三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3，稳压二极管Z1和稳压二极管Z2，以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；所述电阻R1的一端与稳压二极管Z1的阴极连接，所述电阻R1的另一端为宽输入辅助稳压电路的正极输入端Vi+且与外部电源模块的正极输出端连接；所述电阻R2的一端和稳压二极管Z1的阳极均与三极管Q1的基极连接，所述电阻R2的另一端为宽输入辅助稳压电路的负极输入端Vi-且接地；所述电阻R3的一端和三极管Q1的集电极均与三极管Q2的基极连接，所述电阻R3的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q1的发射极接地；所述电阻R4的一端和三极管Q2的集电极均与三极管Q3的基极连接，所述电阻R4的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q3的发射极与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q3的集电极与电阻R5的一端和电阻R6的一端均连接，所述电阻R5的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述电阻R6的另一端与稳压二极管Z2的阴极连接，所述稳压二极管Z2的阳极接地；所述稳压二极管Z2的阴极为宽输入辅助稳压电路的正极输出端Vo+，所述稳压二极管Z2的阳极为宽输入辅助稳压电路的负极输出端Vo-。上述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述三极管Q1和三极管Q2均为NPN型三极管，所述三极管Q3为PNP型三极管。上述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述三极管Q1的型号为9014，所述三极管Q2的型号为2N6725，所述三极管Q3的型号为9012。上述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述稳压二极管Z1的型号为1N4753A。上述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述稳压二极管Z2的型号为1N4742。本专利技术还公开了一种方法步骤简单、实现方便、能够设计出输入电压范围宽、工作可靠性高、功耗低、满足使用需求的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路进行设计的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、选择合适参数的稳压二极管Z1和稳压二极管Z2，具体过程为：步骤101、选取输出电压与宽输入辅助稳压电路的输出电压Vo相等的稳压二极管作为稳压二极管Z2；步骤102、根据公式计算稳压二极管Z1的输出电压VZ1，并选取输出电压为VZ1的稳压二极管作为稳压二极管Z1；其中，Vimax为宽输入辅助稳压电路的最大输入电压；步骤二、选择合适参数的三极管Q1和三极管Q2，具体过程为：步骤201、根据三极管Q1需要承受的功率选取三极管Q1；步骤202、根据三极管Q2需要承受的功率选取三极管Q2；步骤三、选择合适参数的三极管Q3和电阻R6，具体过程为：步骤301、首先，根据公式PQ3，max＝VEC，Q3×IZ2，max计算三极管Q3的最大功率PQ3，max，然后，选取功率大于PQ3，max的三极管作为三极管Q3；其中，VEC，Q3为三极管Q3的饱和压降，IZ2，max为稳压二极管Z2的最大工作电流；步骤302、首先，根据公式选取电阻R6的阻值；然后，根据公式PR6，max＝(VZ1-VO-VEC，Q3)×IZ2，max计算电阻R6的最大功率，并选取功率大于PR6，max的电阻作为电阻R6；其中，IZ2，min为稳压二极管Z2的最小工作电流；步骤四、选择合适参数的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，具体过程为：步骤401、根据1KΩ≤R2≤10KΩ选择电阻R2的阻值；步骤402、根据公式选取电阻R1的阻值；其中，IZ1，max为稳压二极管Z1的最大工作电流；IZ1，min为稳压二极管Z1的最小工作电流；步骤403、根据10KΩ≤R3≤50KΩ选择电阻R3的阻值；步骤404、首先，根据公式选取电阻R4的阻值；然后，根据公式PR4，max＝R4×I2R4，max计算电阻R4的最大功率，并选取功率大于PR4，max的电阻作为电阻R4；其中，IC，Q2，Min为三极管Q2的最小导通电流且IC，Q3，Min为三极管Q3的最小导通电流且IC，Q3，Min＝20mA，IC，Q2，Max为三极管Q2的最大导通电流且IC，Q3，Max为三极管Q3的最大导通电流且IC，Q3，Max＝50mA；Vimin为宽输入辅助稳压电路的最小输入电压，β为三极管Q2的放大倍数，VQ3，eb为三极管Q3的PN结压降且VQ3，eb＝0.7V，VQ2，eb为三极管Q2的PN结压降且VQ2，eb＝0.7V，IR4，max为流过电阻R4的最大电流且IR4，max＝IC，Q2，Max-IC，Q3，Max；步骤405、首先，根据公式选取电阻R5的阻值；然后，根据公式PR5，max＝R5×I2R5，max计算电阻R5的最大功率，并选取功率大于PR5，max的电阻作为电阻R5；其中，IR5，max为流过电阻R5的最大电流且步骤五、连接所述三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3，稳压二极管Z1和稳压二极管Z2，以及电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：包括三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3，稳压二极管Z1和稳压二极管Z2，以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；所述电阻R1的一端与稳压二极管Z1的阴极连接，所述电阻R1的另一端为宽输入辅助稳压电路的正极输入端Vi+且与外部电源模块的正极输出端连接；所述电阻R2的一端和稳压二极管Z1的阳极均与三极管Q1的基极连接，所述电阻R2的另一端为宽输入辅助稳压电路的负极输入端Vi‑且接地；所述电阻R3的一端和三极管Q1的集电极均与三极管Q2的基极连接，所述电阻R3的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q1的发射极接地；所述电阻R4的一端和三极管Q2的集电极均与三极管Q3的基极连接，所述电阻R4的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q3的发射极与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q3的集电极与电阻R5的一端和电阻R6的一端均连接，所述电阻R5的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述电阻R6的另一端与稳压二极管Z2的阴极连接，所述稳压二极管Z2的阳极接地；所述稳压二极管Z2的阴极为宽输入辅助稳压电路的正极输出端Vo+，所述稳压二极管Z2的阳极为宽输入辅助稳压电路的负极输出端Vo‑。...

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：包括三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3，稳压二极管Z1和稳压二极管Z2，以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；所述电阻R1的一端与稳压二极管Z1的阴极连接，所述电阻R1的另一端为宽输入辅助稳压电路的正极输入端Vi+且与外部电源模块的正极输出端连接；所述电阻R2的一端和稳压二极管Z1的阳极均与三极管Q1的基极连接，所述电阻R2的另一端为宽输入辅助稳压电路的负极输入端Vi-且接地；所述电阻R3的一端和三极管Q1的集电极均与三极管Q2的基极连接，所述电阻R3的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q1的发射极接地；所述电阻R4的一端和三极管Q2的集电极均与三极管Q3的基极连接，所述电阻R4的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q3的发射极与外部电源模块的正极输出端连接，所述三极管Q3的集电极与电阻R5的一端和电阻R6的一端均连接，所述电阻R5的另一端与外部电源模块的正极输出端连接，所述电阻R6的另一端与稳压二极管Z2的阴极连接，所述稳压二极管Z2的阳极接地；所述稳压二极管Z2的阴极为宽输入辅助稳压电路的正极输出端Vo+，所述稳压二极管Z2的阳极为宽输入辅助稳压电路的负极输出端Vo-。2.按照权利要求1所述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述三极管Q1和三极管Q2均为NPN型三极管，所述三极管Q3为PNP型三极管。3.按照权利要求1或2所述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述三极管Q1的型号为9014，所述三极管Q2的型号为2N6725，所述三极管Q3的型号为9012。4.按照权利要求1所述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述稳压二极管Z1的型号为1N4753A。5.按照权利要求1所述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路，其特征在于：所述稳压二极管Z2的型号为1N4742。6.一种设计如权利要求1所述的一种新能源汽车车载用宽输入辅助稳压电路的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、选择合适参数的稳压二极管Z1和稳压二极管Z2，具体过程为：步骤101、选取输出电压与宽输入辅助稳压电路的输出电压Vo相等的稳压二极管作为稳压二极管Z2；步骤102、根据公式计算稳压二极管Z1的输出电压VZ1，并选取输出电压为VZ1的稳压二极管作为稳压二极管Z1；其中，Vimax为宽输入辅助稳压电路的最大输入电压；步骤二、选择合适参数的三极管Q1和三极管Q2，具体过程为：步骤201、根据三极管Q1需要承受的功率选取三极管Q1；步骤202、根据三极管Q2需要承受的功率选取三极管Q2；步骤三、选择合适参数的三极管Q3和电阻R6，具体过程为：步骤301、首先，根据公式PQ3，max＝VEC，Q3×IZ2，max计算三极管Q3的最大功率PQ3，max，然后，选取功率大于PQ3，max的三极管作为三极管Q3；其中，VEC，Q3为三极管Q3的饱和压降，IZ2，max为稳压二极管Z2的最大工作电流；步骤302...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，刘昊灵，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61