[发明专利]一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路

说明书

本发明提出一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，在输出电容和低压电池包之间设置电流防倒灌单元，通过设定施加到电流防倒灌单元内的比较器的负输入端的由第一分压电阻单元与第二分压电阻单元对辅助电压形成的电阻分压，可实现不同的防倒灌电流值，并设置第一自检单元、第二自检单元和第三自检单元以实现该安全机制的高自检覆盖率，而实现更加灵活、低功耗、高可靠性及高自检覆盖率的应用于车载DCDC变换器防输出侧12V电池电压瞬间丢失的功能安全机制设计。

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其是一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路。

背景技术

随着电动汽车技术的不断发展，零部件集成化趋势越来越明显，集成化解决方案不仅可以为整车带来功能扩展的优势，而且可以通过机械及电子部件的共用，为整车降低成本。车载充电机主要用于从220V电网中汲取电能，经过功率变换，将能量充入电动汽车高压电池包中，而车载DCDC变换器则用于将电动汽车高压电池包能量转换为例如12V的电池能量，车载充电机(Charger)与车载DCDC变换器的集成方案(Char Con)将是未来电动汽车能量补给的主流方案。车载DCDC变换器由于其直连整车12V电池，其输出侧的可靠性直接影响车辆安全。目前业内逐渐将车载DCDC变换器防输出侧12V电池电压瞬间丢失作为ASIL C的功能安全要求，需要在传统车载DCDC变换器中添加额外的高自检覆盖率的安全机制以应对ASIL C的功能安全需求。

请参阅图1所示的典型车载DCDC变换器示意图。如图1所示，车载DCDC变换器包括DCDC变换单元，其将高压电池包能量Vin转换为例如12V的输出电压Voutput给低压电池包（Battery）（即车载DCDC变换器输出侧电池）充电。正常工作时，希望能量从输出电容Cout端流向低压电池包侧。然而，考虑到DCDC变换器故障时如内部短路失效，会造成电流从低压电池包倒灌至DCDC变换器内部的情况，从而使输出侧12V电池电压瞬时丢失，而影响整车的驾驶安全。

现有技术中，一般利用二极管反向截止的特性阻止电路中出现电流倒灌的情况，但是当二极管处于正向导通状态时，由于正向导通压降的存在，会造成一定的能量损耗。另，电动汽车对整车功能安全的要求越来越高，传统的二极管反向截止方案已经无法满足对应功能安全需求，因此，在车载DCDC变换器中设计高可靠性、低功耗、高自检覆盖率的防止输出侧12V电池电压丢失的电路（防倒灌电路）成为业界的需求。

发明内容

本发明提出一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，车载DCDC变换器包括并联连接的输出电容和低压电池包，车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路包括：第一开关单元和检测电阻，第一开关单元包括开关管Q_OR，开关管Q_OR与检测电阻串联连接在输出电容的第一端与低压电池包的第一端之间；开关控制单元，开关控制单元的第一输入端连接低压电池包的第一端，第二输入端连接第一分压电阻单元与第二分压电阻单元的共节点，输出端连接辅助电压的正端及开关管Q_OR的控制端，第一分压电阻单元与第二分压电阻单元串联后连接在辅助电压的正端与负端之间，辅助电压的负端还连接输出电容的第一端，其中当第一输入端的电压小于第二输入端的电压，辅助电压加载到开关管Q_OR的控制端上，而使开关管Q_OR保持导通，当第一输入端的电压大于第二输入端的电压，开关管Q_OR关断；第一自检单元至第三自检单元，第一自检单元包括开关管Q_test2，开关管Q_test2的第一端接地，控制端接收第一自检控制信号，第二自检单元包括开关管Q_test1，开关管Q_test1的第一端连接辅助电压的正端，第二端连接开关控制单元的检测连接端，控制端连接开关管Q_test2的第二端，第三自检单元，包括开关管Q_test3和放电电阻单元，开关管Q_test3与放电电阻单元串联后并联在输出电容的正负电压端之间，开关管Q_test3控制端接收第二自检控制信号。