[发明专利]应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路及其设计方法

说明书

本发明公开了一种应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路，包括UC384X系列芯片、三极管Q1、三极管Q2、电阻R3、电阻RT和电容CT，电阻RT和电容CT串联后的一端与UC384X系列芯片的第8引脚连接；电阻RT和电容CT的连接端与UC384X系列芯片的第4引脚连接，且通过电阻R4与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极和三极管Q1的集电极均通过电阻R1与UC384X系列芯片的第8引脚连接；三极管Q1的基极通过电阻R2与UC384X系列芯片的第1引脚连接；本发明还公开了一种应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路的设计方法。本发明工作可靠性高，调频响应速度快，能够使开关电源整体效率大大提高。

技术领域

本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路及其设计方法。

背景技术

自汽车出现以来，其功能已经由一种原始的代步方式转变为人们生活的必需品。而随着汽车使用的普及，因此而带来的环境污染问题和能源危机问题正越来越广泛地引起人们的关注，新能源汽车应运而生。发展新能源汽车产业是落实国家能源转型升级战略的重要举措。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。其中，纯电动汽车、增程式电动汽车和混合动力汽车中均需要用到电驱动系统，电驱动系统中需用到开关电源，为了减小开关电源的体积，提高开关电源的功率密度，就需要提高开关电源内开关管的频率。然而，就传统的硬开关PWM控制电路而言，频率越高其开关管损耗便越大，尤其是当开关电源工作在轻载或空载情况下，其热损耗占的比重越大，也预示着电路效率越低。所以在电路工作在轻载状态下时将工作频率减小就显得尤为重要。

传统的调频控制方法主要有两种，一种是取样功率管中的峰值电流信号，将其转换为电压信号并与一个预设的基准电压进行比较，通过比较器输出逻辑形成闭环对驱动频率进行控制；这种方法的缺点在于，当输出负载很轻或者空载时，电感中的峰值电流必然很低，这就使得负载检测电压很微弱，很容易导致高低频率的循环震荡。另一种是通过对输出平均电流的计算和变量的迭代转换，用数字电路实现调频；这种方法结构复杂，成本高，一般电路中不宜实现。

UC384X系列芯片是TI公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器，在传统的PWM电压控制的基础上，引入电流反馈，动态响应性能优越，主要用于小功率反激、单端正激电路的设计，在目前市场中仍占有很大的市场份额。其外围电路接线简单、所用元器件少、性能优越、成本低廉、输出非常适合驱动MOS场效应管。如果能够基于UC384X系列芯片结合简单的外围电路实现应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路，将有效解决现有技术中调频控制存在的问题，能够为新能源汽车电驱动系统提供体积小、功率密度高、工作稳定可靠的开关电源；但是，现有技术中还缺乏电路结构简单、实现方便且成本低、工作可靠性高、工作性能稳定、调频响应速度快、能够使开关电源整体效率大大提高、使用方便的基于UC384X系列芯片的应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电路结构简单、设计新颖合理、实现方便且成本低、使用方便、工作可靠性高、工作性能稳定、调频响应速度快、能够使开关电源整体效率大大提高、实用性强、便于推广使用的应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种应用于新能源汽车的开关电源变频控制电路，其特征在于：包括UC384X系列芯片、三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻RT和电容 CT，所述电阻RT和电容CT串联后的一端与UC384X系列芯片的第8引脚连接，所述电阻RT和电容CT串联后的另一端接地；所述电阻RT和电容 CT的连接端与UC384X系列芯片的第4引脚连接，且通过电阻R4与三极管 Q2的集电极连接，所述三极管Q2的基极和三极管Q1的集电极均通过电阻 R1与UC384X系列芯片的第8引脚连接，所述三极管Q2的发射极和三极管 Q1的发射极均接地；所述三极管Q1的基极通过电阻R2与UC384X系列芯片的第1引脚连接，且通过电阻R3接地。