[发明专利]车载低电压直流电源转换装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种车载低电压直流电源转换装置，具体而言，改善高速PWM切换方法，是节省生产成本、实现全方位数字化控制目的的车载低电压直流电源转换装置。

背景技术

图1为传统车载低电压直流电源转换装置(Low voltage DC-DC Converter, 以下简称LDC)的概略性电路图，图1所示的LDC 10将汽车高电压电池的输入电压转换为低电压给车载电子设备供电。

如图1所示，LDC 10接收高电压电池的高电压(Vin)，通过按照LDC控制器(未图示)的输出电压指令产生的PWM切换信号，驱动输入侧MOSFET部12的电源开关元件(FET)，控制变压器14的输入侧输入电流。并且，变压器14的输出侧根据圈数比产生输出电流，经过输出侧的二极管整流器以及具有平滑功能的电容器产生输出电压(Vout)。

为了进行电力转换，LDC 10采用切换能力达到数百千赫级的高速电源开关元件(FET)，同时为了驱动电源开关元件，采用高效率的高速PWM切换方法-移相全桥零电压开关(Full-bridge phase shift zero voltage switching, 以下简称FB-ZVS)技法。

换句话说，传统的LDC通过包括FB-ZVS信号产生专用元件(IC)在内的PWM产生电路，按照LDC控制器(未图示)的输出电压指令，产生图1所示的输入侧MOSFET部12各电源开关元件(FET)的切换所需的高速PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)。

如图2所示，PWM产生电路通常是由输出电压指令电路、输出电压传感电路、输出电流传感电路、FB-ZVS信号发生专用IC等模拟电路来实现的。在微机等LDC控制器向输出电压指令电路传达指令时，由输出电压传感电路进行比较，生成要输入到FB-ZVS信号发生专用IC所需的控制信号。

FB-ZVS信号发生专用IC根据所输入的控制信号，生成四个驱动输入侧MOSFET部12的电源开关元件(FET)所需的PWM切换信号(S1+、S1-、S2+、S2-)。

但是，在传统的LDC10中发生PWM切换信号的FB-ZVS信号发生专用IC属于高价零部件，是用以提高生产成本的主要途径。

另外，因为包括FB-ZVS信号发生专用IC在内的PWM产生电路为模拟电路，所以最近随着全方面数字控制的需求增长，人们需要找到有效的替代方法，但是还欠缺相关的开发。

发明内容

技术课题

本发明旨在于，利用微机以软件化的方式实现传统生成输入侧MOSFET部切换信号的FB-ZVS信号发生专用IC等在内的PWM产生电路，提供可以节省生产成本、更容易实现全方位数字化的车载低电压直流电源转换装置。

技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的车载低电压直流电源转换装置的特征在于，包括：利用事先设定的输出电压指令值和内置的PWM S/W计数模块，生成和输出PWM切换信号的LDC控制器；利用根据从LDC控制器输入的PWM切换信号来切换的复数个电源开关元件，将从外部输入的直流高电压转换为交流高电压的输入侧MOSFET部。

上述电源开关元件采用全桥(full bridge)方式由四个FET元件组成，PWM切换信号可以是FB-ZVS(Full-bridge phase shift zero voltage switching) 切换信号。

上述PWM S/W计数模块的计数周期与PWM切换信号的周期一致，上述PWM切换信号的负载可以为50%。

在这里，上述LDC控制器还可以具备，为了与PWM S/W计数模块的计数周期同步，利用PWM S/W计数模块的计数最大值“Ts”、输出电压指令值“Vref”以及从输入侧MOSFET部输入的输入电压“Vdc”，发生PWM切换信号“S1+”、“S1-”、“S2+”以及“S2-”所需的PWM信号发生模块。