基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路，包括自驱动PWM输出电路、自驱动同步整流模块，以及电容模块，自驱动同步整流模块包括第一MOS管Q287、第二MOS管Q289、第一稳压二极管ZD1，以及第二稳压二极管ZD2，第一MOS管Q287的漏极与接入自驱动PWM输出模块的第一接点相连，第一MOS管Q287的S源极与电容模块的输入端相连，第一MOS管Q287的栅极与接入自驱动PWM输出模块的第二接点相连，第二MOS管Q289的漏极与接入自驱动PWM输出模块的第三接点相连，第二MOS管Q289的S源极与电容模块的输入端相连，第二MOS管Q289的栅极与接入自驱动PWM输出模块的第四接点相连。本发明专利技术提高车载DC/DC转换器的转换效率有利于减少给动力电池充电过程中的电量损耗，可靠性高。

Self-driving Synchronous Rectifier Circuit Based on Vehicle DC/DC Converter

【技术实现步骤摘要】
基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路
本专利技术涉及一种基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路，适用于电动汽车高压电控

技术介绍
日益加剧的能源枯竭使得新能源技术越来越受到重视，在汽车领域方面有着逐渐电动化的必然趋势，与传统汽车相比较，新能源汽车有三大核心部件，分别是电池的总成，指电池和电池管理系统；电机的总成，指电动机和电动机控制器；高压电控的总成，包含车载DC/DC变换器、车载充电机、电动空调、PTC、高压配电盒和其他高压部件，主要部件是车载DC/DC变换器和车载充电机。车载DC/DC变换器是一种电平的直流电压变换为另一种电平的直流电压的电路。利用变压器改变电压时，变压器需通过交流电压。DC/DC转换器通过利用功率半导体通断将高压电池的直流电压，将其转换成交流电压；然后利用变压器转换交流电压，再利用功率开关管将交流电压转换成12V的直流电压，把交流电压转换直流电压的过程称为整流，还需要使用电容器，为抑制电压波形的噪声(平滑化)。在传统的DC/DC电源中，整流电路所采用的整流二极管通态压降为0.5V左右，显然不能满足低压大电流电源效率的要求，且充电过程中产生的电量损耗也较多，
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路，有利于减少给动力电池充电过程中的电量损耗。目前使用同步整流拓扑电路的DC/DC变换器的带满负载的效率可达到92％以上，采用模拟电子器件搭建驱动电路，实现同步整流电路的驱动，可靠性高，同时代替数字电路驱动，节省IO资源。实现本专利技术目的的技术解决方案为：基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路，包括采集主变压器副边绕组的上、下端电压并稳压钳位输出PWM信号的自驱动PWM输出模块、用于接收PWM信号实现交流电转换直流电的自驱动同步整流模块，以及用于电压波形的噪声的电容模块，所述自驱动同步整流模块包括第一MOS管Q287、第二MOS管Q289、与第一MOS管Q287串联的第一稳压二极管ZD1，以及与第二MOS管Q289串联的第二稳压二极管ZD2，其中：所述第一MOS管Q287的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第一接点相连，第一MOS管Q287的S源极与电容模块的输入端相连，第一MOS管Q287的栅极与接入所述自驱动PWM输出模块的第二接点相连，所述第二MOS管Q289的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第三接点相连，第二MOS管Q289的S源极与电容模块的输入端相连，第二MOS管Q289的栅极与接入所述自驱动PWM输出模块的第四接点相连。进一步地，第一MOS管Q287和第二MOS管Q289均为型号为英飞凌的IRFS3006-7PBF的MOS管。进一步地，第一稳压二极管ZD1和第二稳压二极管ZD2均为型号为LM3Z3V0T1G、BZX84-C18的稳压二极管。进一步地，电容模块采用多个并联电容，该电容的电容容量为10uF，电压为50V。进一步地，自驱动PWM输出模块包括用于用于与自驱动同步整流模块连接的自驱动PWM输出信号电路一和自驱动PWM输出信号电路二。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：同步整流器广泛应用于推挽、半桥和全桥结构的低压大电流电源中，提高车载DC/DC转换器的转换效率，有利于减少给动力电池充电过程中的电量损耗，使用该同步整流拓扑电路的DC/DC变换器的带满负载的效率可达到92％以上，采用模拟电子器件搭建模拟驱动电路，实现同步整流电路的驱动，可靠性高，同时代替数字电路驱动，节省IO口资源。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他附图。图1是本专利技术的车载DC/DC次级同步整流主拓扑图；图2是自驱动PWM输出信号电路一示意图；图3是自驱动PWM输出信号电路二示意图；图4是同步整流两路自驱动信号PWM仿真波形图。具体实施方式结合图1-4，基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路，包括采集主变压器副边绕组的上、下端电压并稳压钳位输出PWM信号的自驱动PWM输出模块、用于接收PWM信号实现交流电转换直流电的自驱动同步整流模块，以及用于电压波形的噪声的电容模块，电容模块采用八个并联电容，该电容的电容容量为10uF，电压为50V，自驱动同步整流模块包括第一MOS管Q287、第二MOS管Q289、与第一MOS管Q287串联的第一稳压二极管ZD1，以及与第二MOS管Q289串联的第二稳压二极管ZD2，第一MOS管Q287和第二MOS管Q289均为型号为英飞凌的IRFS3006-7PBF的MOS管，主要参数导通内阻极低为0.0021Ω，驱动电流为293A，双极性半周期信号驱动适合的MOS管，具有环流小、损耗小、电磁干扰小的优点，第一稳压二极管ZD1和第二稳压二极管ZD2分别为型号为LM3Z3V0T1G、BZX84-C18的稳压二极管，其中：第一MOS管Q287的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第一接点DRP7D相连，第一MOS管Q287的S源极与电容模块的输入端相连，第一MOS管Q287的栅极与接入所述自驱动PWM输出模块的第二接点DRP7G相连，所述第二MOS管Q289的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第三接点DRP8D相连，第二MOS管Q289的S源极与电容模块的输入端相连，第二MOS管Q289的栅极与接入所述自驱动PWM输出模块的第四接点DRP8G相连。自驱动PWM输出模块采用模拟电子器件搭建模拟电路，实现同步整流电路的驱动，可靠性高，节省IO口资源，自驱动PWM输出模块包括自驱动PWM输出信号电路一和自驱动PWM输出信号电路二，第一接点DRP7D和第二接点DRP7G设置在自驱动PWM输出信号电路一上，第三接点DRP8D和第四接点DRP8G设置在自驱动PWM输出信号电二上，自驱动PWM输出信号电路一的第一接点DRP7D与主变压器T1的3端相连，自驱动PWM输出信号电路二的第三接点DRP8D与主变压器T1的5端相连。如图1所示，自驱动PWM输出电路是本身有源的，可根据采集到主变压器T1副边绕组的上、下端电压的正、负，可稳压钳位输出PWM信号驱动自驱动同步整流模块中的第一MOS管Q287和第二MOS管Q289实现自驱动同步整流，副边经过整流后变成直流电压，再经过电容模块中的电容滤波后变成平滑的直流电后给车载的低压源充电(负载)。如图1和图2所示，在主变压器T1的3端同名端为正，为输出正电势端，由于第一MOS管Q287本身自带的反向续流二极管使得S源极也形成钳位高的电势点，此时第一MOS管Q287截止；对于在主变压器T1的5端异名端为负，第二MOS管Q289本身自带的反向续流二极管使得S源极也形成钳位低的电势点，连接在接地端GNDLP，故此时Q289的漏极为相对于接地端负的肖特基PN结电势(-0.7V～-0.2V)，形成导通的基础，取正向PN结0.5V，由于DRP8D电势为-0.5V，芯片U10为双三极管NPN组合芯片，U10中的三极管TR1截止，U10中的三极管TR2导通；VCCLPDR经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路，其特征在于，包括采集主变压器副边绕组的上、下端电压并稳压钳位输出PWM信号的自驱动PWM输出模块、用于接收PWM信号实现交流电转换直流电的自驱动同步整流模块，以及用于电压波形的噪声的电容模块，所述自驱动同步整流模块包括第一MOS管Q287、第二MOS管Q289、与第一MOS管Q287串联的第一稳压二极管ZD1，以及与第二MOS管Q289串联的第二稳压二极管ZD2，其中：所述第一MOS管Q287的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第一接点相连，第一MOS管Q287的S源极与电容模块的输入端相连，第一MOS管Q287的栅极与接入所述自驱动PWM输出模块的第二接点相连，所述第二MOS管Q289的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第三接点相连，第二MOS管Q289的S源极与电容模块的输入端相连，第二MOS管Q289的栅极与接入所述自驱动PWM输出模块的第四接点相连。

【技术特征摘要】
1.基于车载DC/DC变换器的自驱动同步整流电路，其特征在于，包括采集主变压器副边绕组的上、下端电压并稳压钳位输出PWM信号的自驱动PWM输出模块、用于接收PWM信号实现交流电转换直流电的自驱动同步整流模块，以及用于电压波形的噪声的电容模块，所述自驱动同步整流模块包括第一MOS管Q287、第二MOS管Q289、与第一MOS管Q287串联的第一稳压二极管ZD1，以及与第二MOS管Q289串联的第二稳压二极管ZD2，其中：所述第一MOS管Q287的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第一接点相连，第一MOS管Q287的S源极与电容模块的输入端相连，第一MOS管Q287的栅极与接入所述自驱动PWM输出模块的第二接点相连，所述第二MOS管Q289的漏极与接入所述自驱动PWM输出模块的第三接点相连，第二MOS管Q289的S源极与电容模块的输入端相连，第二MOS管Q289的栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：石昌飞，翟培，张起云，史兴领，张正刘，孙路，
申请(专利权)人：安徽贵博新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34