一種電動車輔助電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電動車輔助電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展和科學技術(shù)的進步，節(jié)約能源保護環(huán)境已被社會各界所重視。電動汽車用電能作為燃料，取代了傳統(tǒng)的石油，實現(xiàn)“零排放”，是解決能源和環(huán)境問題的重要手段
[0003]目前的電動汽車多使用線性輔助電源，但是在近些年的使用和總結(jié)中，這種供電方式所存在的問題也逐漸暴露無遺。其存在的主要缺陷如下:1)線性電源效率比較低，通常只有31.25% ;2)線性電源適用的電壓范圍有限，如需要多組輸出時，則變壓器體積會增大許多；3)線性電源總的來說成本比較昂貴。經(jīng)過技術(shù)改進后，有一部分車載輔助電源系統(tǒng)開始采用開關(guān)電源技術(shù)進行優(yōu)化。在傳統(tǒng)的反激式開關(guān)電源技術(shù)中大多使用光耦器件來實現(xiàn)輸出電壓反饋和電氣隔離。使用這種技術(shù)進行優(yōu)化以后，與線性電源相比具有如下優(yōu)點:1)開關(guān)電源內(nèi)部的關(guān)鍵器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，其本身消耗的能量很低，因此機內(nèi)溫升也低，保證了整機的穩(wěn)定性和可靠性；2)對電網(wǎng)的適應能力也有較大的提高，可以適應電網(wǎng)電壓在IlOV?260范圍內(nèi)的變化；3)在輸入和負載變化的情況下，也可以獲得比較穩(wěn)定的輸出。但是這種方法也存在著本身的一些問題，光耦器件的電流傳輸比受溫度影響較大，特別是在副載發(fā)熱較大的情況下尤為明顯，嚴重影響輸出電壓精度。
[0004]為了克服以上缺點，采用原邊反饋技術(shù)替代由光耦組成的副邊反饋被提了出來。這種技術(shù)不需要光耦器件，直接從原邊或者原邊輔助繞組上采樣得到輸出信號，解決了光耦器件帶來的問題，其主電路如附圖3所示。雖然采用原邊反饋技術(shù)后解決了順利克服了以上缺點，但由于這種方法很難承受開關(guān)管的開關(guān)會引入較大的噪聲和高壓，并且在采樣時通常會存在較大的誤差，所以并不能很好地提升電源系統(tǒng)的使用效率與輸出精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的電動車輔助電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于車載DC/DC變換，在本系統(tǒng)中，采用原邊反饋技術(shù)取代副邊反饋，從而去掉了光耦器件和TL431芯片組成的反饋結(jié)構(gòu)，節(jié)省了芯片版圖面積，降低了成本并有效的提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種電動車輔助電源系統(tǒng)，在本系統(tǒng)中采用原邊反饋技術(shù)取代傳統(tǒng)的副邊反饋，所述電源系統(tǒng)包括直流電壓源、EMI濾波器、開關(guān)變換器、電流取樣限流電路、數(shù)字補償模塊、準諧振電路和控制芯片；所述的開關(guān)變換器由一個耐高壓的功率開關(guān)管、高頻變壓器以及相應的緩沖回路構(gòu)成；所述的數(shù)字補償模塊主要由電壓采樣模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字補償器、波形實時分析模塊所構(gòu)成；所述的準諧振電路主要由MOS管、反激變壓器、輸入濾波電路、輸出整流電路以及諧振電容所構(gòu)成，其中諧振電容包括開關(guān)管的輸出電容、變壓器的分布電容以及電路中其他雜散電容；
[0008]功率開關(guān)管的柵極與控制芯片的輸出端相連，由芯片輸出的PWM波驅(qū)動，功率開關(guān)管的源級與高頻變壓器的原邊繞組相連，并且在功率開關(guān)管的源級和漏極之間加入RC緩沖電路；高頻變壓器的副邊即為輸出端；所述輔助電源系統(tǒng)擁有多個輸出，各個輸出端之間相互獨立;在高頻變壓器的原邊輔助繞組和控制芯片之間為數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，通過采集原邊輔助繞組得到的電壓值并對其進行追蹤，然后送入數(shù)字比較器進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)精確的原邊采樣。
[0009]進一步，所述直流電壓源采用車載蓄電池。
[0010]進一步，系統(tǒng)中的MOS管始終保持在谷底的時候才導通，從而減小了開關(guān)管導通損耗，降低了輸出二極管反向損耗，同時還能減小系統(tǒng)的EMI。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:在本發(fā)明所述系統(tǒng)中，采用新型原邊反饋技術(shù)，可以精確的在原邊輔助繞組上采樣輸出電壓，且不需要依靠傳統(tǒng)的大面積多位數(shù)模轉(zhuǎn)換器；同時，改進后的主電路中還加入了準諧振電路，由于該技術(shù)使電源在任何輸出負載、任何線性輸入電壓條件下，通過延遲開關(guān)關(guān)斷時間，使開關(guān)管漏-源電壓降至最低，以保證其在臨界導通模式下以最低的漏極電壓進行開關(guān)動作，減少尖刺干擾，降低其損耗，提高系統(tǒng)性能。
【附圖說明】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
[0013]圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)的主電路示意圖；
[0014]圖2為傳統(tǒng)的副邊反饋電源主電路示意圖；
[0015]圖3為傳統(tǒng)的原邊反饋電源主電路示意圖；
[0016]圖4為新型原邊反饋電源主電路示意圖；
[0017]圖5為波形分析流程圖；
[0018]圖6為引入新型原邊反饋技術(shù)后的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0020]圖1為引入新型原邊反饋技術(shù)的電動車輔助電源系統(tǒng)主電路，與主要由蓄電池組、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四部分組成的傳統(tǒng)線性電源系統(tǒng)相比，該電源系統(tǒng)的電路采用原邊反饋技術(shù)取代傳統(tǒng)的副邊反饋，并且作出技術(shù)性的創(chuàng)新，能更加準確的測量反饋電壓值，實現(xiàn)電源的高效率使用。
[0021]圖2為傳統(tǒng)的副邊反饋電源主電路示意圖，傳統(tǒng)的副邊反饋技術(shù)中，通常會把能量剛從原邊傳到副邊的時間點作為固定采樣點，在這一時刻對原邊輔助繞組進行采樣以得到輸出電壓信號。由于此時副邊電流較大，線圈和輸出之間有較大的壓降，所以采樣到的反饋電壓和實際輸出電壓有比較大的誤差，為了解決這個問題，在電源電路中引入了一種新穎的原邊反饋技術(shù)，在不采用大面積數(shù)模轉(zhuǎn)換器的前提下精準采集原邊輔助繞組上的反饋電壓，實現(xiàn)精準控制。圖3為傳統(tǒng)的原邊反饋電源主電路示意圖。
[0022]圖6為引入新型原邊反饋技術(shù)后的系統(tǒng)框圖，加入新型原邊反饋技術(shù)的電動車輔助電源系統(tǒng)其運行過程如下:當啟動系統(tǒng)后，直流電壓源開始放電，也就是蓄電池開始放電，經(jīng)過EMI濾波電路和輸入濾波后送入功率開關(guān)管，整個電源系統(tǒng)工作在電流斷續(xù)模式。在脈寬調(diào)制信號高電平時，開關(guān)管導通，原邊有電流流過，能量儲存在原邊側(cè)中。低電平時開關(guān)管關(guān)斷，根據(jù)電磁感應原理，在反激變換器的副邊側(cè)會產(chǎn)生感應電壓，使得副邊導通輸出。同時，在開關(guān)管截止后，漏極會產(chǎn)生一個由變壓器漏感和電容諧振所引起的，之后開關(guān)管漏極趨近一個平穩(wěn)值。經(jīng)過一定時間后，反激變換器原邊側(cè)的能量完全傳遞給副邊，流過輸出整流二極管的電流減小到零，該二極管反向截至。此時，由原邊電感，原邊電感等效電阻，電容構(gòu)成的RLC諧振電路開始震蕩，并在開關(guān)管漏極產(chǎn)生一個諧振電壓，為了降低開關(guān)損耗提高效率，必須要讓開關(guān)管在電