[发明专利]一种电动车辅助电源系统

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种电动车辅助电源系统。

背景技术

随着经济不断发展和科学技术的进步，节约能源保护环境已被社会各界所重视。电动汽车用电能作为燃料，取代了传统的石油，实现“零排放”，是解决能源和环境问题的重要手段

目前的电动汽车多使用线性辅助电源，但是在近些年的使用和总结中，这种供电方式所存在的问题也逐渐暴露无遗。其存在的主要缺陷如下：1)线性电源效率比较低，通常只有31.25％；2)线性电源适用的电压范围有限，如需要多组输出时，则变压器体积会增大许多；3)线性电源总的来说成本比较昂贵。经过技术改进后，有一部分车载辅助电源系统开始采用开关电源技术进行优化。在传统的反激式开关电源技术中大多使用光耦器件来实现输出电压反馈和电气隔离。使用这种技术进行优化以后，与线性电源相比具有如下优点：1)开关电源内部的关键器件工作在高频开关状态，其本身消耗的能量很低，因此机内温升也低，保证了整机的稳定性和可靠性；2)对电网的适应能力也有较大的提高，可以适应电网电压在110V～260范围内的变化；3)在输入和负载变化的情况下，也可以获得比较稳定的输出。但是这种方法也存在着本身的一些问题，光耦器件的电流传输比受温度影响较大，特别是在副载发热较大的情况下尤为明显，严重影响输出电压精度。

为了克服以上缺点，采用原边反馈技术替代由光耦组成的副边反馈被提了出来。这种技术不需要光耦器件，直接从原边或者原边辅助绕组上采样得到输出信号，解决了光耦器件带来的问题，其主电路如附图3所示。虽然采用原边反馈技术后解决了顺利克服了以上缺点，但由于这种方法很难承受开关管的开关会引入较大的噪声和高压，并且在采样时通常会存在较大的误差，所以并不能很好地提升电源系统的使用效率与输出精度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的电动车辅助电源系统，该系统主要用于车载DC/DC变换，在本系统中，采用原边反馈技术取代副边反馈，从而去掉了光耦器件和TL431芯片组成的反馈结构，节省了芯片版图面积，降低了成本并有效的提高了系统的可靠性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电动车辅助电源系统，在本系统中采用原边反馈技术取代传统的副边反馈，所述电 源系统包括直流电压源、EMI滤波器、开关变换器、电流取样限流电路、数字补偿模块、准谐振电路和控制芯片；所述的开关变换器由一个耐高压的功率开关管、高频变压器以及相应的缓冲回路构成；所述的数字补偿模块主要由电压采样模块、数模转换器、数字补偿器、波形实时分析模块所构成；所述的准谐振电路主要由MOS管、反激变压器、输入滤波电路、输出整流电路以及谐振电容所构成，其中谐振电容包括开关管的输出电容、变压器的分布电容以及电路中其他杂散电容；

功率开关管的栅极与控制芯片的输出端相连，由芯片输出的PWM波驱动，功率开关管的源级与高频变压器的原边绕组相连，并且在功率开关管的源级和漏极之间加入RC缓冲电路；高频变压器的副边即为输出端；所述辅助电源系统拥有多个输出，各个输出端之间相互独立；在高频变压器的原边辅助绕组和控制芯片之间为数模转换模块，通过采集原边辅助绕组得到的电压值并对其进行追踪，然后送入数字比较器进行转换，实现精确的原边采样。

进一步，所述直流电压源采用车载蓄电池。

进一步，系统中的MOS管始终保持在谷底的时候才导通，从而减小了开关管导通损耗，降低了输出二极管反向损耗，同时还能减小系统的EMI。

本发明的有益效果在于：在本发明所述系统中，采用新型原边反馈技术，可以精确的在原边辅助绕组上采样输出电压，且不需要依靠传统的大面积多位数模转换器；同时，改进后的主电路中还加入了准谐振电路，由于该技术使电源在任何输出负载、任何线性输入电压条件下，通过延迟开关关断时间，使开关管漏-源电压降至最低，以保证其在临界导通模式下以最低的漏极电压进行开关动作，减少尖刺干扰，降低其损耗，提高系统性能。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明所述系统的主电路示意图；

图2为传统的副边反馈电源主电路示意图；

图3为传统的原边反馈电源主电路示意图；