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1. (WO2019047001) MULTI-FUNCTIONAL INTEGRATED CONTROLLER CIRCUIT
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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

0001 (R26)   0002 (R26)  

说明书

发明名称 : 一种多功能集成式控制器电路

技术领域

[0001]
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种多功能集成式控制器电路。

背景技术

[0002]
新能源汽车发展迅速,近几年已经成为了我国发展最快的产业之一。随着用户对新能源汽车成本问题的关注,以及对整车舒适度的要求提高,所以整车关键零件的轻量化、小型化、集成化成为整车厂目前的重要研究方向。
[0003]
新能源汽车有两种状态,充电状态和行车状态,新能源汽车的充电状态和行车状态是由三个电路完成的,因此元器件个数较多,体积较庞大,成本也高。
[0004]
发明内容
[0005]
本发明所要解决的问题在于,提供一种可用于新能源汽车充电状态和行车状态的多功能集成式控制器电路,从而,可以减少元器件,实现电路上的集成,节省体积和降低成本。
[0006]
为了解决上述问题,本发明实施例提供一种多功能集成式控制器电路,可包括电网、功率因数校正PFC电路、直流转换电路原边电路、直流转换电路第一副边电路、直流转换电路第二副边电路、变压器、降压电路、动力电池、低压电池、车载用电设备和BMS,其中:
[0007]
所述电网与所述功率因数校正PFC电路的第一端连接,所述功率因数校正PFC电路的第二端与所述直流转换电路原边电路的第一端连接,所述直流转换电路原边电路的第二端与所述变压器的原绕组连接,所述变压器的第一副绕组与所述直流转换电路第一副边电路的第一端连接,所述直流转换电路第一副边电路的第二端与所述动力电池连接,所述变压器的第二副绕组与所述直流转换电路第二副边电路的第一端连接,所述直流转换电路第二副边电路的第二端与所述降压电路的第一端连接,所述降压电路的第二端与所述低压电池的第一端连接,所述降压电池的第二端分别与所述车载用电设备和所述BMS连接。
[0008]
其中,所述功率因数校正PFC电路也可以为无桥功率因数校正PFC电路 等功率因数校正PFC电路。
[0009]
可选的,所述功率因数校正PFC电路可以包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电容、第二电容、第一电感、第一MOS管,其中:
[0010]
所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极连接,所述第二二极管的正极分别与所述第四二极管的正极、所述第一电容的第一端、所述第一MOS管的源极、所述第二电容的负极连接,所述第四二极管的负极与所述第三二极管的正极连接,所述第三二极管的负极分别与第一二极管的负极、所述第一电容的第二端、所述第一电感的第一端连接,所述第一电感的第二端分别与所述第一MOS管的漏极、所述第五二极管的正极连接,所述第五二极管的负极与所述第二电容的正极连接。
[0011]
其中,所述直流转换电路原边电路也可以为以下任一种的原边电路:
[0012]
半桥谐振电路、全桥移相电路、全桥谐振电路和有源钳位电路。
[0013]
可选的,所述直流转换电路原边电路包括第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第三电容、第一开关,其中:
[0014]
所述第三电容的第一端与所述变压器的原绕组的第一抽头连接,所述变压器的原绕组的第二抽头与所述第一开关的第一端连接,所述第一开关的第二端分别与所述第四MOS管的源极、所述第五MOS管的漏极连接,所述第五MOS管的源极与所述第三MOS管的源极连接并接地,所述第三MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的源极、所述第三电容的第二端连接。
[0015]
可选的,所述直流转换电路第一副边电路包括第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第四电容、第五电容,其中:
[0016]
所述变压器的第一副绕组的第一抽头与所述第四电容的第一端连接,所述第四电容的第二端分别与所述第七MOS管的漏极、第六MOS管的源极连接,所述第六MOS管漏极分别与所述第八MOS管的漏极、所述第五电容的第一端连接,所述第五电容的第二端分别与所述第七MOS管的源极、第九MOS管的源极、所述变压器的第一副绕组的第二抽头连接,所述第九MOS管的漏极分别与所述第八MOS管的源极、所述变压器的第一副绕组的第三抽头连接。
[0017]
其中,所述直流转换电路第二副边电路也可以为以下任一种的副边电路:
[0018]
半桥谐振电路、全桥移相电路、全桥谐振电路和有源钳位电路。
[0019]
可选的,直流转换电路第二副边电路包括第六二极管、第七二极管、第六电容,其中:
[0020]
所述变压器的第二副绕组的第一抽头与所述第六二极管的正极连接,所述第六二极管的负极分别与所述第七二极管的负极、所述第六电容的第一端连接,所述第六电容的第二端与所述变压器的第二副绕组的第二抽头连接,所述第七二极管的正极与所述变压器的第二副绕组的第三抽头连接。
[0021]
其中,所述降压电路包括第十MOS管、第八二极管、第二电感、第七电容,其中:
[0022]
所述第十MOS管的源极分别与所述第八二极管的负极、所述第二电感的第一端连接,所述第二电感的第二端与所述第七电容的第一端连接,所述第七电容的第二端与所述第八二极管的正极连接。
[0023]
其中,所述电路包括:
[0024]
所述电网的火线分别与所述功率因数校正PFC电路的第一二极管的正极、第二二极管的负极连接,所述电网的零线分别与所述功率因数校正PFC电路的第三二极管的正极、第四二极管的负极连接;
[0025]
所述功率因数校正PFC电路的第二电容的正极与所述直流转换电路原边电路的第四MOS管的漏极连接,所述第二电容的负极分别与所述直流转换电路原边电路的第三MOS管的源极、第五MOS管的源极连接并接地;所述直流转换电路第一副边电路的第五电容的第一端与所述动力电池连接,所述第五电容的第二端与所述动力电池连接并接地;
[0026]
所述直流转换电路第二副边电路的第六电容的第一端与所述降压电路的第十MOS管的漏极连接,所述第六电容的第二端分别与所述降压电路的第八二极管的正极、第七电容的第二端连接;
[0027]
所述降压电路的第七电容与所述低压电池并联连接。
[0028]
在本发明中,电网、功率因数校正PFC电路、直流转换电路原边电路、直流转换电路第一副边电路、直流转换电路第二副边电路、变压器、降压电路、动力电池、低压电池和BMS组成充电电路,动力电池、直流转换电路第一副边电路、直流转换电路第二副边电路、变压器、降压电路、低压电池、车载用 电设备和BMS组成行车电路,充电电路工作时行车电路不工作,行车电路工作时充电电路不工作,所以两个电路共用动力电池、直流转换电路第一副边电路、直流转换电路第二副边电路、变压器、降压电路、低压电池和BMS,可以减少元器件,达到节省体积和降低成本的目的,同时,元器件的减少使系统的可靠性得到提高。

附图说明

[0029]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]
图1是本发明提出的一种多功能集成式控制器电路的组成结构示意图;
[0031]
图2是本发明提出的一种多功能集成式控制器电路的电路原理图。

具体实施方式

[0032]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0033]
以下分别进行详细说明。
[0034]
本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0035]
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并 不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0036]
“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0037]
下面结合附图对本申请的实施例进行描述。
[0038]
请参考图1和图2,图1是本发明提出的一种多功能集成式控制器电路的组成结构示意图,如图1所示多功能集成式控制器电路可以包括电网101、功率因数校正PFC电路102、直流转换电路原边电路103、直流转换电路第一副边电路105、直流转换电路第二副边电路107、变压器104、降压电路108、动力电池106、低压电池109、车载用电设备110和BMS111,其中:
[0039]
所述电网101与所述功率因数校正PFC电路102的第一端连接,所述功率因数校正PFC电路102的第二端与所述直流转换电路原边电路103的第一端连接,所述直流转换电路原边电路103的第二端与所述变压器104的原绕组连接,所述变压器104的第一副绕组与所述直流转换电路第一副边电路105的第一端连接,所述直流转换电路第一副边电路105的第二端与所述动力电池106连接,所述变压器104的第二副绕组与所述直流转换电路第二副边电路107的第一端连接,所述直流转换电路第二副边电路107的第二端与所述降压电路108的第一端连接,所述降压电路108的第二端与所述低压电池109的第一端连接,所述降压电池109的第二端分别与所述车载用电设备110和所述BMS111连接。
[0040]
其中,电网101、功率因数校正PFC电路102、直流转换电路原边电路103、直流转换电路第一副边电路105、直流转换电路第二副边电路107、变压器104、降压电路108、动力电池106、低压电池109和BMS111组成充电电路,用于给整车充电;动力电池106、直流转换电路第一副边电路105、直流转换电路第二副边电路107、变压器104、降压电路108、低压电池109、车载用电设备110和BMS111组成行车电路,用于汽车行驶途中为汽车提供动力。
[0041]
其中,所述功率因数校正PFC电路102可以为无桥功率因数校正PFC电路等功率因数校正PFC电路。
[0042]
其中,所述直流转换电路原边电路103也可以为以下任一种的原边电路:
[0043]
半桥谐振电路、全桥移相电路、全桥谐振电路和有源钳位电路。
[0044]
其中,所述直流转换电路第二副边电路107也可以为以下任一种的副边电路:
[0045]
半桥谐振电路、全桥移相电路、全桥谐振电路和有源钳位电路。
[0046]
具体的,如图2所示,图2是本发明提出的一种多功能集成式控制器电路的电路原理图。如图所示,所述电网101包括火线L、零线N;所述功率因数校正PFC电路102包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、第一MOS管Q1,其中:
[0047]
所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的负极连接,所述第二二极管D2的正极分别与所述第四二极管D4的正极、所述第一电容C1的第一端、所述第一MOS管Q1的源极、所述第二电容C2的负极连接,所述第四二极管D4的负极与所述第三二极管D3的正极连接,所述第三二极管D3的负极分别与第一二极管D1的负极、所述第一电容C1的第二端、所述第一电感L1的第一端连接,所述第一电感L1的第二端分别与所述第一MOS管Q1的漏极、所述第五二极管D5的正极连接,所述第五二极管D5的负极与所述第四电容C4的正极连接。
[0048]
所述直流转换电路原边电路103包括第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第三电容C3、第一开关K1,其中:
[0049]
所述第三电容C3的第一端与所述变压器T1的原绕组的第一抽头连接,所述变压器T1的原绕组的第二抽头与所述第一开关K1的第一端连接,所述第一开关K1的第二端分别与所述第四MOS管Q4的源极、所述第五MOS管Q5的漏极连接,所述第五MOS管Q5的源极与所述第三MOS管Q3的源极连接并接地,所述第三MOS管Q3的漏极分别与所述第二MOS管Q2的源极、所述第三电容C3的第二端连接。
[0050]
所述直流转换电路第一副边电路105包括第六MOS管Q6、第七MOS管 Q7、第八MOS管Q8、第九MOS管Q9、第四电容C4、第五电容C5,其中:
[0051]
所述变压器T1的第一副绕组的第一抽头与所述第四电容C4的第一端连接,所述第四电容C4的第二端分别与所述第七MOS管Q7的漏极、第六MOS管Q6的源极连接,所述第六MOS管Q6漏极分别与所述第八MOS管Q8的漏极、所述第五电容C5的第一端连接,所述第五电容C5的第二端分别与所述第七MOS管Q7的源极、第九MOS管Q9的源极、所述变压器T1的第一副绕组的第二抽头连接,所述第九MOS管Q9的漏极分别与所述第八MOS管Q8的源极、所述变压器T1的第一副绕组的第三抽头连接。
[0052]
所述直流转换电路第二副边电路107包括第六二极管D6、第七二极管D7、第六电容C6,其中:
[0053]
所述变压器T1的第二副绕组的第一抽头与所述第六二极管D6的正极连接,所述第六二极管D6的负极分别与所述第七二极管D7的负极、所述第六电容C6的第一端连接,所述第六电容C6的第二端与所述变压器T1的第二副绕组的第二抽头连接,所诉第七二极管D7的正极与所述变压器T1的第二副绕组的第三抽头连接。
[0054]
所述降压电路108包括第十MOS管Q10、第八二极管D8、第二电感L2、第七电容C7,其中:
[0055]
所述第十MOS管Q10的源极分别与所述第八二极管D8的负极、所述第二电感L2的第一端连接,所述第二电感L2的第二端与所述第七电容C7的第一端连接,所述第七电容C7的第二端与所述第八二极管D8的正极连接。
[0056]
可选地,当直流转换电路原边电路103中的第一开关K1闭合时,电网101通过功率因数校正PFC电路102、直流转换电路原边电路103、变压器104、直流转换电路第一副边电路105、对动力电池106充电,同时电网通过功率因数校正PFC电路102、直流转换电路原边电路103、变压器104、直流转换电路第一副边电路105、降压电路108对低压电池109充电,低压电池109对BMS供电,构成充电电路;当直流转换电路原边电路103中的第一开关K1断开时,动力电池106通过直流转换电路第一副边电路105、变压器104、直流转换电路第二副边电路107、降压电路108对低压电池109供电,低压电池109对车载用电设备110和BMS111供电,构成行车电路。
[0057]
本发明实施例提供了一种多功能集成式控制器电路,在所述电路中,电网101、功率因数校正PFC电路102、直流转换电路原边电路103、直流转换电路第一副边电路105、直流转换电路第二副边电路107、变压器104、降压电路108、动力电池106、低压电池109和BMS111组成充电电路,用于给整车充电;动力电池106、直流转换电路第一副边电路105、直流转换电路第二副边电路107、变压器104、降压电路108、低压电池109、车载用电设备110和BMS111组成行车电路,用于汽车行驶途中为汽车提供动力。在整车充电时,充电电路工作,行车电路不工作,在汽车行驶时,行车电路工作,充电电路不工作,所以充电电路和行车电路可以共用动力电池106、直流转换电路第一副边电路105、直流转换电路第二副边电路107、变压器104、降压电路108、低压电池109和BMS111,这样可以减少电路元器件,达到节省体积和降低成本的目的,同时,元器件的减少使系统的可靠性得到提高。
[0058]
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述电路包括电网、功率因数校正PFC电路、直流转换电路原边电路、直流转换电路第一副边电路、直流转换电路第二副边电路、变压器、降压电路、动力电池、低压电池、车载用电设备和BMS,其中: 所述电网与所述功率因数校正PFC电路的第一端连接,所述功率因数校正PFC电路的第二端与所述直流转换电路原边电路的第一端连接,所述直流转换电路原边电路的第二端与所述变压器的原绕组连接,所述变压器的第一副绕组与所述直流转换电路第一副边电路的第一端连接,所述直流转换电路第一副边电路的第二端与所述动力电池连接,所述变压器的第二副绕组与所述直流转换电路第二副边电路的第一端连接,所述直流转换电路第二副边电路的第二端与所述降压电路的第一端连接,所述降压电路的第二端与所述低压电池的第一端连接,所述降压电池的第二端分别与所述车载用电设备和所述BMS连接。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述功率因数校正PFC电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电容、第二电容、第一电感、第一MOS管,其中: 所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极连接,所述第二二极管的正极分别与所述第四二极管的正极、所述第一电容的第一端、所述第一MOS管的源极、所述第二电容的负极连接,所述第四二极管的负极与所述第三二极管的正极连接,所述第三二极管的负极分别与第一二极管的负极、所述第一电容的第二端、所述第一电感的第一端连接,所述第一电感的第二端分别与所述第一MOS管的漏极、所述第五二极管的正极连接,所述第五二极管的负极与所述第二电容的正极连接。
[权利要求 3]
如权利要求1或2所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述功率因数校正PFC电路也可以为无桥功率因数校正PFC电路。
[权利要求 4]
如权利要求1所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述直流转换电路原边电路包括第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第三电容、第一开关,其中: 所述第三电容的第一端与所述变压器的原绕组的第一抽头连接,所述变压器的原绕组的第二抽头与所述第一开关的第一端连接,所述第一开关的第二端分别与所述第四MOS管的源极、所述第五MOS管的漏极连接,所述第五MOS管的源极与所述第三MOS管的源极连接并接地,所述第三MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的源极、所述第三电容的第二端连接。
[权利要求 5]
如权利要求1或4所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述直流转换电路原边电路也可以为以下任一种的原边电路: 半桥谐振电路、全桥移相电路、全桥谐振电路和有源钳位电路。
[权利要求 6]
如权利要求1所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述直流转换电路第一副边电路包括第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第四电容、第五电容,其中: 所述变压器的第一副绕组的第一抽头与所述第四电容的第一端连接,所述第四电容的第二端分别与所述第七MOS管的漏极、第六MOS管的源极连接,所述第六MOS管漏极分别与所述第八MOS管的漏极、所述第五电容的第一端连接,所述第五电容的第二端分别与所述第七MOS管的源极、第九MOS管的源极、所述变压器的第一副绕组的第二抽头连接,所述第九MOS管的漏极分别与所述第八MOS管的源极、所述变压器的第一副绕组的第三抽头连接。
[权利要求 7]
如权利要求1所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述直流转换电路第二副边电路包括第六二极管、第七二极管、第六电容,其中: 所述变压器的第二副绕组的第一抽头与所述第六二极管的正极连接,所述第六二极管的负极分别与所述第七二极管的负极、所述第六电容的第一端连接,所述第六电容的第二端与所述变压器的第二副绕组的第二抽头连接,所述 第七二极管的正极与所述变压器的第二副绕组的第三抽头连接。
[权利要求 8]
如权利要求1或7所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述直流转换电路第二副边电路也可以为以下任一种的副边电路: 半桥谐振电路、全桥移相电路、全桥谐振电路和有源钳位电路。
[权利要求 9]
如权利要求1所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述降压电路包括第十MOS管、第八二极管、第二电感、第七电容,其中: 所述第十MOS管的源极分别与所述第八二极管的负极、所述第二电感的第一端连接,所述第二电感的第二端与所述第七电容的第一端连接,所述第七电容的第二端与所述第八二极管的正极连接。
[权利要求 10]
如权利要求1至9所述的多功能集成式控制器电路,其特征在于,所述电路包括: 所述电网的火线分别与所述功率因数校正PFC电路的第一二极管的正极、第二二极管的负极连接,所述电网的零线分别与所述功率因数校正PFC电路的第三二极管的正极、第四二极管的负极连接; 所述功率因数校正PFC电路的第二电容的正极与所述直流转换电路原边电路的第四MOS管的漏极连接,所述第二电容的负极分别与所述直流转换电路原边电路的第三MOS管的源极、第五MOS管的源极连接并接地;所述直流转换电路第一副边电路的第五电容的第一端与所述动力电池连接,所述第五电容的第二端与所述动力电池连接并接地; 所述直流转换电路第二副边电路的第六电容的第一端与所述降压电路的第十MOS管的漏极连接,所述第六电容的第二端分别与所述降压电路的第八二极管的正极、第七电容的第二端连接; 所述降压电路的第七电容与所述低压电池并联连接。

附图

[ 图 0001]   [根据细则26改正 04.01.2018] 
[ 图 0002]   [根据细则26改正 04.01.2018]