一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路

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

更进一步的，开关控制单元包括比较器，比较器的正输入端连接开关控制单元的第一输入端，负输入端连接开关控制单元的第二输入端，输出端连接二极管D

更进一步的，开关控制单元包括开关管Q

更进一步的，当输出电容Cout与低压电池包之间无能量流动或电流自输出电容Cout流向低压电池包，由检测电阻R

更进一步的，在t0时刻，控制器输出高电平的第一自检控制信号S1，高电平的第一自检控制信号S1控制使得第一自检单元中的开关管Q

更进一步的，开关控制单元还包括滞回电阻单元与二极管D

更进一步的，输出电容Cout的第一端为正电压端，低压电池包的第一端为正电压端，输出电容Cout的第二端为负电压端，低压电池包的第二端为负电压端。

更进一步的，输出电容Cout的第一端为负电压端，低压电池包的第一端为负电压端，输出电容Cout的第二端为正电压端，低压电池包的第二端为正电压端。

更进一步的，检测电阻R

更进一步的，检测电阻R

更进一步的，开关管Q

更进一步的，开关管Q

附图说明

图1为典型车载DCDC变换器示意图。

图2为本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图。

图3a为本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路第一工作模式示意图。

图3b为本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路第二工作模式示意图。

图4为本申请一实施例的防输出侧电池电压丢失的电路的控制波形示意图。

图5为本发明另一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例中，在于提供一种车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路，具体的，请参阅图2所示的本发明一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图。车载DCDC变换器包括DCDC变换单元、输出电容Cout和低压电池包（Battery），DCDC变换单元的输入端连接高压电池包，两输出端连接输出电容Cout的两端，低压电池包并联在输出电容Cout的两端，DCDC变换单元将高压电池包能量Vin转换为输出电压Voutput给低压电池包（Battery）充电。本发明一实施例的车载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110和检测电阻R

在一实施例中，第一开关单元110还包括驱动电阻Rgoff,开关管Q

在一实施例中，开关控制单元100包括比较器单元120，比较器单元120包括比较器U

在一实施例中，开关控制单元100包括第二开关单元130，第二开关单元130包括开关管Q

在一实施例中，第一自检单元210中的开关管Q

在一实施例中，第二自检单元220中的开关管Q

在一实施例中，第三自检单元230中的开关管Q

在一实施例中，二极管D

在一实施例中，如图2所示，开关管Q

在一实施例中，如图2所示，开关管Q

在一实施例中，如图2所示，开关管Q

在一实施例中，如图2所示，第二开关单元130中的开关管Q

在一实施例中，如图2所示，第一开关单元110中的开关管Q

以开关管Q

另根据如上的分析可知，通过设定施加到比较器U

随着电动汽车技术的发展，业界对整车功能安全的要求越来越高，本申请的防输出侧电池电压丢失的电路中的第一自检单元210、第二自检单元220和第三自检单元230可依次检测第一开关单元110、比较器单元120和第二开关单元130的有效性，从而提高本申请的防输出侧电池电压丢失的电路的可靠性。具体的，请参阅图4所示的本申请一实施例的防输出侧电池电压丢失的电路的控制波形示意图，在t0时刻，控制器输出高电平的第一自检控制信号S1，高电平的第一自检控制信号S1控制使得第一自检单元210中的开关管Q

在一实施例中，比较器单元120还包括滞回控制回路121，如图2所示，滞回控制回路121包括滞回电阻单元（如图2中的电阻R

在一实施例中，第一自检单元210还包括驱动下拉电阻R

在一实施例中，如图2所示，第二自检单元220中的开关管Q

在一实施例中，第三自检单元230还包括驱动下拉电阻R

在一实施例中，如图2所示，第一开关单元110还包括驱动下拉电阻R

在一实施例中，如图2所示，第二开关单元130还包括连接在开关管Q

在一实施例中，如图2所示，第一分压电阻单元包括电阻R

在一实施例中，如图2所示，开关管Q

在一实施例中，如图2所示，检测电阻R

在一实施例中，如图2所示，输出电容Cout的第一端为正电压端，低压电池包的第一端为正电压端，输出电容Cout的第二端为负电压端，低压电池包的第二端为负电压端，也即开关管Q

在另一实施例中，如图5所示的的本发明另一实施例的车载DCDC变换器防输出侧电池电压丢失的电路示意图，输出电容Cout的第一端为负电压端，低压电池包的第一端为负电压端，输出电容Cout的第二端为正电压端，低压电池包的第二端为正电压端，也即开关管Q

上述的输出电容Cout的负电压端、低压电池包的负电压端即为参考地端。

如上所述的任何电阻单元可仅包括一个电阻，也可包括多个电阻的串和/或并联。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。