[实用新型]一种汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及DC-DC变换器，尤其涉及一种汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置。

背景技术

DC-DC变换器是将一种直流电能转换成另一种形式直流电能的装置，用于对电压、电流实现变换。单向DC-DC变换器只能将能量从一个方向传到另一个方向，而双向DC-DC变换器则可以实现能量的双向传输，功率不仅可以从输入端流向输出端，也能从输出端流向输入端。它的输入输出电压极性不变，但输入、输出电流的方向可以改变。

DC-DC变换器现已商品化，模块采用高频PWM技术，开关频率在500kHz左右，功率密度为0.31W/cm³～1.22W/cm³。随着大规模集成电路的发展，要求实现小型化，因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构。

为了缩小DC-DC变换器的体积，提高功率密度，改善动态响应，高频化是DC-DC变换器技术发展的必然趋势。但高频化又会产生新的问题，因为，高频电路要采用开关管，如开关损耗及无源元件的损耗增大，高频寄生参数及高频EMI问题等。

普通的DC-DC变换器就是简单的控制开关管的开通和关断，如图1a、1b所示，由于开关管的电压电流不能立即降为0，故存在很大的开关损耗。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置。

本实用新型提供了一种汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置，所述装置用于连接在直流电源和负载侧之间，其特征在于，所述装置包括：第一开关管、第二开关管、第一损耗缓冲吸收电路、第二损耗缓冲吸收电路、第一二极管、第二二极管、谐振电容、控制电路，

所述控制电路的第一输出端与所述第一开关管的栅极连接；

所述控制电路的第二输出端与所述第二开关管的栅极连接；

控制电路的输入端用于与直流电源电压输入端、变换器电流输出端、变换器电压输出端连接，以采集直流电源输入电压、变换器输出电压和变换器输出电流；

第一损耗缓冲吸收电路用于串联在第一开关管的漏极和直流电源正极之间；

第二损耗缓冲吸收电路用于串联在第二开关管的源极和负载侧的负极之间；

第一二极管的负极用于与直流电源的正极的连接，第一二极管的正极与第一开关管的源极连接；

第二二极管的负极用于与第二开关管的漏极连接，第二二极管的正极与直流电源的负极连接；

谐振电容与第二二极管并联。

优选地，控制电路为PWM电路。

优选地，第一损耗缓冲吸收电路包括第一耦合电感，所述第一耦合电感的初级的一端与第一开关管的漏极相连，第一耦合电感的初级的另一端用于与直流电源的正极连接；所述第一耦合电感的次级与由串联的第三二极管和电容组成封闭回路，所述第三二极管的正极与第一耦合电感的次级的第一端连接，所述第一端与第一耦合电感初级中和第一开关管漏极相连的一端为同名端，所述第三二极管的负极与电容连接、且与第四二极管的正极连接，第四二极管的负极用于与直流电源的正极连接。

优选地，所述第一耦合电感的初级与次级的匝数比为n1：n2。

优选地，所述第二损耗缓冲吸收电路包括第二耦合电感，所述第二耦合电感的初级的一端与第二开关管的源极相连，第二耦合电感的初级的另一端与直流电源的负极相连，第二耦合电感的次级与一个超级电容形成封闭回路。

优选地，所述第一开关管和第二开关管均为P型MOSFET。在另一种优选实施方式中，所述第一开关管和第二开关管均为IGBT。

相对于现有技术，本实用新型所设计的DC-DC变换器由于具有吸收回路，因此可以有效地降低开关管在开通、关断过程中的开关损耗，并对能量进行吸收。采用该电路，开关管开通时电压电流叠加面积小，大大降低了开通损耗，关断时，对能量进行了缓冲吸收，大大提高了效率。

附图说明

图1a是现有技术中开关管导通时的功率损耗示意图；

图1b是现有技术中开关管关断时的功率损耗示意图；

图2是本实用新型一种具体实施方式的汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置的电路结构图；

图3是图2所示的汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置的正向等效电路图；

图4是图2所示的汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置的反向等效电路图；

图5是图2所示的汽车双向DC-DC变换器损耗保护装置的工作时序图。

具体实施方式