车载低电压直流电源转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种车载低电压直流电源转换装置，其特征在于，包括：利用事先设定的输出电压指令值和内置的PWMS/W计数模块，生成和输出PWM切换信号的LDC控制器；以及，通过从LDC控制器输入的PWM切换信号切换的复数个电源开关元件，将从外部输入的直流高电压转换为交流高电压的输入侧MOSFET部。因此，本发明专利技术利用LDC控制器以软件的方式实现PWM产生电路，其包括传统的生成输入侧MOSFET部切换信号的FB-ZVS信号发生专用IC等，不仅可以节省生产成本，还可以实现全面数字化。

【技术实现步骤摘要】
车载低电压直流电源转换装置
本专利技术涉及一种车载低电压直流电源转换装置，具体而言，改善高速PWM切换方法，是节省生产成本、实现全方位数字化控制目的的车载低电压直流电源转换装置。
技术介绍
图1为传统车载低电压直流电源转换装置(LowvoltageDC-DCConverter,以下简称LDC)的概略性电路图，图1所示的LDC10将汽车高电压电池的输入电压转换为低电压给车载电子设备供电。如图1所示，LDC10接收高电压电池的高电压(Vin)，通过按照LDC控制器(未图示)的输出电压指令产生的PWM切换信号，驱动输入侧MOSFET部12的电源开关元件(FET)，控制变压器14的输入侧输入电流。并且，变压器14的输出侧根据圈数比产生输出电流，经过输出侧的二极管整流器以及具有平滑功能的电容器产生输出电压(Vout)。为了进行电力转换，LDC10采用切换能力达到数百千赫级的高速电源开关元件(FET)，同时为了驱动电源开关元件，采用高效率的高速PWM切换方法-移相全桥零电压开关(Full-bridgephaseshiftzerovoltageswitching,以下简称FB-ZVS)技法。换句话说，传统的LDC通过包括FB-ZVS信号产生专用元件(IC)在内的PWM产生电路，按照LDC控制器(未图示)的输出电压指令，产生图1所示的输入侧MOSFET部12各电源开关元件(FET)的切换所需的高速PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)。如图2所示，PWM产生电路通常是由输出电压指令电路、输出电压传感电路、输出电流传感电路、FB-ZVS信号发生专用IC等模拟电路来实现的。在微机等LDC控制器向输出电压指令电路传达指令时，由输出电压传感电路进行比较，生成要输入到FB-ZVS信号发生专用IC所需的控制信号。FB-ZVS信号发生专用IC根据所输入的控制信号，生成四个驱动输入侧MOSFET部12的电源开关元件(FET)所需的PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)。但是，在传统的LDC10中发生PWM切换信号的FB-ZVS信号发生专用IC属于高价零部件，是用以提高生产成本的主要途径。另外，因为包括FB-ZVS信号发生专用IC在内的PWM产生电路为模拟电路，所以最近随着全方面数字控制的需求增长，人们需要找到有效的替代方法，但是还欠缺相关的开发。
技术实现思路
技术课题本专利技术旨在于，利用微机以软件化的方式实现传统生成输入侧MOSFET部切换信号的FB-ZVS信号发生专用IC等在内的PWM产生电路，提供可以节省生产成本、更容易实现全方位数字化的车载低电压直流电源转换装置。技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术的车载低电压直流电源转换装置的特征在于，包括：利用事先设定的输出电压指令值和内置的PWMS/W计数模块，生成和输出PWM切换信号的LDC控制器；利用根据从LDC控制器输入的PWM切换信号来切换的复数个电源开关元件，将从外部输入的直流高电压转换为交流高电压的输入侧MOSFET部。上述电源开关元件采用全桥(fullbridge)方式由四个FET元件组成，PWM切换信号可以是FB-ZVS(Full-bridgephaseshiftzerovoltageswitching)切换信号。上述PWMS/W计数模块的计数周期与PWM切换信号的周期一致，上述PWM切换信号的负载可以为50%。在这里，上述LDC控制器还可以具备，为了与PWMS/W计数模块的计数周期同步，利用PWMS/W计数模块的计数最大值“Ts”、输出电压指令值“Vref”以及从输入侧MOSFET部输入的输入电压“Vdc”，发生PWM切换信号“S1+”、“S1-”、“S2+”以及“S2-”所需的PWM信号发生模块。上述PWM信号发生模块中，“S1+”在PWMS/W计数模块的计数“0”~“(Ts/2)-1”范围内是开启(ON)信号，在“(Ts/2)”~“Ts-1”范围内是关闭(OFF)信号，上述的“S2-”在PWMS/W计数模块的计数“0”~“a-1”范围内是关闭(OFF)信号，在“a-1”~“b-1”范围内是开启(ON)信号，在“b-1”~“Ts-1”范围内是关闭(OFF)信号，上述“S1+”是将“S1-”的相位倒过来发生的，上述的“S2+”是将“S2-”的相位倒过来发生的，上述的a可以在计算式“(Ts/2)-(Ts/2)*(Vref/Vdc)”中求得，上述的b可以在计算式“Ts-(Ts/2)*(Vref/Vdc)”中求得。另外，上述PWM信号发生模块感应输入电压(Vdc)及其对应的输入电流以及输入侧MOSFET部输出的输出电压及其输出电流，感应结果发现传感状态有异常时发生警报，关闭PWM信号发生模块的动作。有益效果如上所述，本专利技术利用LDC控制器以软件的方式实现，传统生成包括输入侧MOSFET部切换信号的FB-ZVS信号发生专用IC等在内的PWM产生电路，既可以节省生产成本，又可以体现全方位数字化。附图说明图1为传统车载低电压直流电源转换装置的概略性电路图；图2为传统PWM产生电路的概略性电路图；图3为与本专利技术一个实施方式相关的车载低电压直流电源转换装置的LDC控制器方框图；图4为说明与本专利技术一个实施方式相关的车载低电压直流电源转换装置的控制程序图；图5为说明与本专利技术一个实施方式相关的车载低电压直流电源转换装置的操作波形图。附图标记说明10:LDC控制器12:PWMS/W计数模块14:PWM信号发生模块。具体实施方式下面结合附图详细说明与本专利技术一个实施方式相关的车载低电压直流电源转换装置。图3为与本专利技术一个实施方式相关的车载低电压直流电源转换装置的LDC控制器方框图。如图3所示，在与本专利技术一个实施方式相关的车载低电压直流电源转换装置中，LDC控制器10向输入侧MOSFET部输出PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)。与本专利技术实施方式相关的车载低电压直流电源转换装置可以具备，对输入侧MOSFET部转换的交流电压进行感应的变压器以及将经变压器降压的交流电压转换为直流电压输出的输出侧整流部。输入侧MOSFET部利用根据LDC控制器10输入的PWM切换信号(S1+,S1-,S2+,S2-)进行切换的复数个电源开关元件(FET)，将从高电压电池中输入的直流高电压(Vin)转换为交流高电压。在这里，电源开关元件采用通过FB-ZVS(Full-bridgephaseshiftzerovoltageswitching)切换信号切换的全桥(fullbridge)方式由四个FET元件组成。LDC控制器10利用事先设定的输出电压指令值和内置的PWMS/W计数模块12，生成PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)输出到输入侧MOSFET部。如图3所示，LDC控制器10可以由PWMS/W计数模块12和PWM信号发生模块14组成。如图5所示，为了使PWMS/W计数模块12的计数周期与PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)的周期一致，可以设置计数最大值“Ts”，使PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)与计数周期同步。例如，使计数周期“Ts”与频率相当于100KHz的PWM发生周期同步。如图5的最上方曲线图显示，PWMS/W计数模块12的最大值为“Ts本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载低电压直流电源转换装置，其特征在于，包括：利用事先设定的输出电压指令值和内置的PWM?S/W计数模块，生成和输出PWM切换信号的低电压直流电源转换装置控制器；以及利用从低电压直流电源转换装置控制器输入的PWM切换信号进行切换的复数个电源开关元件，将从外部输入的直流高电压转换为交流高电压的输入侧MOSFET部。

【技术特征摘要】
2011.12.02 KR 10-2011-01283071.一种车载低电压直流电源转换装置，其特征在于，包括：利用事先设定的输出电压指令值和内置的PWMS/W计数模块，生成和输出PWM切换信号的低电压直流电源转换装置控制器；以及利用从低电压直流电源转换装置控制器输入的PWM切换信号进行切换的复数个电源开关元件，将从外部输入的直流高电压转换为交流高电压的输入侧MOSFET部；上述低电压直流电源转换装置控制器还包括：为了与PWMS/W计数模块的计数周期同步，利用PWMS/W计数模块的计数最大值“Ts”、输出电压指令值“Vref”以及输入到输入侧MOSFET部的输入电压“Vdc”，产生PWM切换信号“S1+”、“S1-”、“S2+”以及“S2-”所需的PWM信号发生模块；上述PWM信号发生模块中，“S1+”在PWMS/W计数模块的计数范围“0”～“(Ts/2)-1”内是开启信号，在“(Ts/2)”～“Ts-1”范围内是关闭信号，上述“S2-”在PWMS/W计数模块的计数“0”～“a-...

【专利技术属性】
技术研发人员：金元坤，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：