[实用新型]车载辅助电源DC/DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车供电技术领域，具体涉及一种车载辅助电源DC/DC变换器。

背景技术

随着科学技术的日益进步和人类生活水平的不断提高，汽车工业得到了快速的发展，汽车控制的电子化、数字化、智能化程度越来越高，空调、音箱等车载电子设备越来越丰富，与其相对应的车载电源系统的要求也越来越高，尤其是电动汽车要求车载直流电源系统的容量越来越大、性能要求也越来越高。现代汽车的电气负载主要是12V低压直流电，所以配有DC/DC变换器，将高压动力电池组转换成低电压给车载弱电系统供电，但由于车载DC/DC变换器的特殊应用环境，因此要求其具有小体积、大功率、高效率、高抗震的特点。但是现有的变换器还不具备这些优点。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种车载辅助电源DC/DC变换器，通过以LLC谐振变换器为变换器的主电路，提高了系统精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种车载辅助电源DC/DC变换器，包括LLC谐振半桥电路、输出采样模块、PID调节模块、开关频率模块和PWM控制电路，LLC谐振半桥电路的输入为汽车的高压蓄电池，经LLC谐振电路构成的DC/DC变换器变压处理，最后再整流和滤波，得到输出电压，输出采样模块对输出的电压进行采样，并与期望输出电压比较，将得到的结果给PID调节模块，重新计算开关频率，并把计算结果回馈给PWM控制电路，PWM控制电路改变DC/DC变换器的电压。所述LLC谐振半桥电路包括开关网络、谐振网络、变压器、整流网络和低通滤波网络，开关网络的输出连接至谐振网络，整流网络对谐振网络产生的正弦波形进行整流，然后传输到低通滤波网络，变压器设在谐振网络和整流网络之间。所述谐振网络采用两个串联电感和一个串联电容Cr，Lr，Lm构成谐振网络，Lr是谐振电感、Cr是谐振电容、Lm是激磁电感。所述整流网络由整流二极管组成，谐振输出的基波分量经过高频整流电路为直流电压。所述开关网络包括MOSFET，以50％的占空比交替为两个MOSFET提供门信号，随负载变化而改变工作脉宽，调节输出电压。

本实用新型有益效果是:本实用新型针对车载辅助电源的应用环境和技术要求，将其应用到汽车用DC/DC变换器的研制中，半桥LLC谐振变换器具有高效率，最高可以达到92％以上；输出较小的涟波，电磁干扰较小的优点。LLC半桥谐振电路克服了串联谐振电路输出调整差的缺点，即使在没有任何负载的情况下也可实现软开关。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的车载辅助电源变换器系统结构图。

图2是本实用新型的具体实施方式的LLC谐振半桥基本电路图。

图3是本实用新型的具体实施方式的LLC谐振半桥电路副边整流二极管导通等效电路图。

图4是本实用新型的具体实施方式的LLC谐振半桥副边整流二极管截止等效电路图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本实用新型提供的车载辅助电源DC/DC变换器主要由LLC谐振电路构成，变换器的输入为汽车的高压蓄电池，经LLC谐振电路构成的DC/DC变换器变压处理，最后再整流和滤波，得到输出电压。另外，变换器上增加了反馈调节环节，对输出的电压进行采样，并与期望输出电压比较，将得到的结果经PID调节，重新计算开关频率，并把计算结果回馈给PWM控制电路，从而改变变压器的电压，构成整个回路的反馈系统，如图1。

LLC谐振电路包含一个带MOSFET的控制器、一个谐振网络和一个整流器网络。控制器以50％的占空比交替为两个MOSFET提供门信号，随负载变化而改变工作脉宽，调节输出电压，这称为脉冲宽度调制(PWM)。谐振网络包括两个谐振电感和一个谐振电容。谐振电感Lr、Lm与谐振电容Cr主要作为一个分压器，其阻抗随工作频率而变化，以获得所需的输出电压。在实际设计中，谐振网络可由一个采用分段骨架的集成式变压器的磁化电感Lm与漏感Lr构成。而整流器网络对谐振网络产生的正弦波形进行整流，然后传输到输出级。