本技术涉及直流变换,特别是涉及一种车载直流变换器及车辆。
背景技术:
1、车载直流变换器的输入源,来自于高压电池或低压电池,通常高压电池或低压电池同时会给电机供电,或电机反馈能量给电池充电。这些工作模式都会在直流母线上产生较大的交流波动,而且频率也很宽,尤其是电池线束出现脱扣时更为严重。目前相关的标准对车载直流变换器在这种工况下的性能考察有较明确的定义,如纹波幅值6vpp、频率范围15hz~30khz、测试时频率的摆动周期2min、变换器的输入电压范围及负载情况等。但由于整车的线束差异,无法统一线束的长度来定义测试条件,通常需要与整车匹配定义测试条件。
2、同时,由于线束的寄生电感的存在,尤其是输入线束较长时,则对应的寄生电感会与直流变换器内部的输入滤波电容构成谐振网络,基于该谐振网络,较大交流纹波幅值和较宽频段范围的波动电压会在输入线束和直流变换器的输入侧滤波器上引起谐振,将原本较大的纹波进一步放大,导致其输入侧电压波动更加剧烈,使得整个直流变换器的稳定性受影响,这给直流变换器内部滤波设计和直流变换器闭环带宽等设计带来困难。
3、因此,需要考虑在直流变换器的输入侧因交流干扰谐振而引起的剧烈电压波动波对直流变换器的稳定性影响。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种车载直流变换器的技术方案,在车载直流变换器的输入端设置谐振网络状态切换电路,当因为谐振网络的谐振使得实时输入电压达到或者超过预设的电压阈值时,基于谐振网络状态切换电路的定时锁存控制断开对应的滤波电容,以改变谐振网络的状态,使得谐振网络的谐振频率由初始谐振频率变大,进而降低由初始谐振频率的交流干扰所引起的谐振,降低实时输入电压的波动幅值,将实时输入电压控制在允许的范围内,当定时锁存控制的时间达到时间阈值后,再基于谐振网络状态切换电路的控制接入对应的滤波电容,能在交流干扰消除后自动恢复谐振网络的状态,增大滤波电容的容值,增强滤波效果。
2、为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供的技术方案如下。
3、一种车载直流变换器,所述车载直流变换器的输入端设置有至少两个输入滤波电容,各个所述输入滤波电容并联且与所述车载直流变换器的输入寄生电感构成谐振网络,所述车载直流变换器的输入端还设置有谐振网络状态切换电路,所述谐振网络状态切换电路包括:
4、检测锁存驱动模块,与所述车载直流变换器的输入端连接,检测所述车载直流变换器的实时输入电压,得到并输出电压控制信号,根据所述电压控制信号生成锁存输出信号,根据所述锁存输出信号生成驱动控制信号;
5、切换开关,串接在所述输入滤波电容的并联支路中,其控制端接所述驱动控制信号;
6、其中,当因为所述谐振网络的谐振使得所述实时输入电压达到或者超过预设的电压阈值时,所述驱动控制信号定时锁存为第一驱动状态,以断开所述切换开关,改变所述谐振网络的状态,当所述驱动控制信号的锁存时间达到时间阈值后,所述驱动控制信号释放为第二驱动状态,以导通所述切换开关,还原所述谐振网络的状态。
7、可选地,所述车载直流变换器的输入端设置有两个所述输入滤波电容,所述谐振网络状态切换电路包括一个所述检测锁存驱动模块及一个所述切换开关;一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端、第二端经串接的所述切换开关后接地,所述切换开关的控制端与所述检测锁存驱动模块连接,另一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端、第二端接地。
8、可选地,第一个所述输入滤波电容的容值与第二个所述输入滤波电容的容值之比的取值范围为1/3~3。
9、可选地,所述车载直流变换器的输入端设置有三个所述输入滤波电容,所述谐振网络状态切换电路包括一个所述检测锁存驱动模块及两个所述切换开关;第一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第一个所述输入滤波电容的第二端经串接的第一个所述切换开关后接地,第一个所述切换开关的控制端与所述检测锁存驱动模块连接,第二个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第二个所述输入滤波电容的第二端经串接的第二个所述切换开关后接地,第二个所述切换开关的控制端与所述检测锁存驱动模块连接,第三个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第三个所述输入滤波电容的第二端接地。
10、可选地,第一个所述输入滤波电容的容值数量级与第二个所述输入滤波电容的容值数量级不同。
11、可选地,所述车载直流变换器的输入端设置有三个所述输入滤波电容,所述谐振网络状态切换电路包括两个所述检测锁存驱动模块及两个所述切换开关;第一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第一个所述输入滤波电容的第二端经串接的第一个所述切换开关后接地,第一个所述切换开关的控制端与第一个所述检测锁存驱动模块连接,第二个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第二个所述输入滤波电容的第二端经串接的第二个所述切换开关后接地,第二个所述切换开关的控制端与第二个所述检测锁存驱动模块连接,第三个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第三个所述输入滤波电容的第二端接地。
12、可选地,第一个所述检测锁存驱动模块中的所述电压阈值小于第二个所述检测锁存驱动模块中的所述电压阈值,第一个所述检测锁存驱动模块中的所述时间阈值大于第二个所述检测锁存驱动模块中的所述时间阈值。
13、可选地,所述检测锁存驱动模块包括:
14、电压检测单元,与所述车载直流变换器的输入端连接,比较所述实时输入电压与所述电压阈值的大小,得到并输出所述电压控制信号;
15、定时锁存单元,与所述电压检测单元连接,根据所述电压控制信号生成所述锁存输出信号;
16、驱动单元,与所述定时锁存单元连接,根据所述锁存输出信号生成所述驱动控制信号;
17、其中,当所述实时输入电压达到或者超过预设的电压阈值时,所述电压控制信号由第一电压状态变为第二电压状态,对所述第二电压状态的所述电压控制信号进行定时锁存输出,使得所述锁存输出信号由第一锁存状态变为第二锁存状态,所述驱动控制信号由所述第二驱动状态变为所述第一驱动状态,所述第一驱动状态的所述驱动控制信号用于断开所述切换开关;当所述第二电压状态的所述电压控制信号的锁存输出时间达到时间阈值后,所述锁存输出信号由所述第二锁存状态变为所述第一锁存状态,使得所述驱动控制信号由所述第一驱动状态变为所述第二驱动状态,所述第二驱动状态的所述驱动控制信号用于导通所述切换开关。
18、一种车辆,包括如上述中任一项所述的车载直流变换器,所述车载直流变换器的输入端接电池,所述车载直流变换器的输入正端接所述电池的正极,所述车载直流变换器的输入负端接所述电池的负极,所述电池的负极接地,所述车载直流变换器对所述电池提供的电源电压进行直流-直流变换,得到并向后级负载输出供电电压。
19、如上所述,本实用新型的车载直流变换器及车辆,至少具有以下有益效果:
20、在车载直流变换器的输入端设置谐振网络状态切换电路,谐振网络状态切换电路包括检测锁存驱动模块及切换开关,当因为谐振网络的谐振使得实时输入电压达到或者超过预设的电压阈值时,基于谐振网络状态切换电路中驱动控制信号的定时锁存控制,断开切换开关及对应的滤波电容,谐振网络中滤波电容的容值变小,改变了谐振网络的状态,使得谐振网络的谐振频率由初始谐振频率变大,进而可以降低由初始谐振频率的交流干扰所引起的谐振,降低实时输入电压的波动幅值,能有效将实时输入电压控制在车载直流变换器允许的范围内,当驱动控制信号的锁存时间达到时间阈值后,释放驱动控制信号,以导通切换开关并接入对应的滤波电容,还原谐振网络的状态,由于交流干扰并非一直存在,一段时间内当交流干扰消除后能自动恢复谐振网络的状态,增大滤波电容的容值,增强滤波效果,因此,当存在初始谐振频率的交流干扰时,基于谐振网络状态切换电路的开关反复切换,将对应的滤波电容不断从谐振网络断开和接入,进而不断反复切换谐振网络的状态,改变谐振网络的实时谐振频率,能改善因初始谐振频率的交流干扰导致的谐振现象,将实时输入电压控制在允许的范围内,使得车载直流变换器在初始谐振频率的交流干扰下也能正常工作,提升了其输入抗干扰能力。
1.一种车载直流变换器,其特征在于,所述车载直流变换器的输入端设置有至少两个输入滤波电容,各个所述输入滤波电容并联且与所述车载直流变换器的输入寄生电感构成谐振网络,所述车载直流变换器的输入端还设置有谐振网络状态切换电路,所述谐振网络状态切换电路包括:
2.根据权利要求1所述的车载直流变换器,其特征在于,所述车载直流变换器的输入端设置有两个所述输入滤波电容,所述谐振网络状态切换电路包括一个所述检测锁存驱动模块及一个所述切换开关;一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端、第二端经串接的所述切换开关后接地,所述切换开关的控制端与所述检测锁存驱动模块连接,另一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端、第二端接地。
3.根据权利要求2所述的车载直流变换器,其特征在于,第一个所述输入滤波电容的容值与第二个所述输入滤波电容的容值之比的取值范围为1/3~3。
4.根据权利要求1所述的车载直流变换器,其特征在于,所述车载直流变换器的输入端设置有三个所述输入滤波电容,所述谐振网络状态切换电路包括一个所述检测锁存驱动模块及两个所述切换开关;第一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第一个所述输入滤波电容的第二端经串接的第一个所述切换开关后接地,第一个所述切换开关的控制端与所述检测锁存驱动模块连接,第二个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第二个所述输入滤波电容的第二端经串接的第二个所述切换开关后接地,第二个所述切换开关的控制端与所述检测锁存驱动模块连接,第三个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第三个所述输入滤波电容的第二端接地。
5.根据权利要求4所述的车载直流变换器,其特征在于,第一个所述输入滤波电容的容值数量级与第二个所述输入滤波电容的容值数量级不同。
6.根据权利要求1所述的车载直流变换器,其特征在于,所述车载直流变换器的输入端设置有三个所述输入滤波电容,所述谐振网络状态切换电路包括两个所述检测锁存驱动模块及两个所述切换开关;第一个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第一个所述输入滤波电容的第二端经串接的第一个所述切换开关后接地,第一个所述切换开关的控制端与第一个所述检测锁存驱动模块连接,第二个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第二个所述输入滤波电容的第二端经串接的第二个所述切换开关后接地,第二个所述切换开关的控制端与第二个所述检测锁存驱动模块连接,第三个所述输入滤波电容的第一端接所述车载直流变换器的输入正端,第三个所述输入滤波电容的第二端接地。
7.根据权利要求6所述的车载直流变换器,其特征在于,第一个所述检测锁存驱动模块中的所述电压阈值小于第二个所述检测锁存驱动模块中的所述电压阈值,第一个所述检测锁存驱动模块中的所述时间阈值大于第二个所述检测锁存驱动模块中的所述时间阈值。
8.根据权利要求1所述的车载直流变换器,其特征在于,所述检测锁存驱动模块包括:
9.根据权利要求1所述的车载直流变换器,其特征在于,所述切换开关至少包括mos管、igbt管及继电器。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的车载直流变换器,所述车载直流变换器的输入端接电池,所述车载直流变换器的输入正端接所述电池的正极,所述车载直流变换器的输入负端接所述电池的负极,所述电池的负极接地,所述车载直流变换器对所述电池提供的电源电压进行直流-直流变换,得到并向后级负载输出供电电压。