本發(fā)明涉及一種雙路斬波調(diào)壓的電力電子模塊，屬于車載DC-DC電源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

新能源汽車目前進入高速發(fā)展階段，國家出臺各種鼓勵政策支持新能源汽車的發(fā)展。對節(jié)能減排、綠色環(huán)保具有重大意義。新能源車載空調(diào)是重要的部件及較大的能耗系統(tǒng)，為提高新能源汽車的續(xù)航力，節(jié)約電能，有必要采用節(jié)能技術(shù)對車載空調(diào)系統(tǒng)進行升級，例如采用變頻驅(qū)動技術(shù)來驅(qū)動空調(diào)壓縮機，采用直流斬波調(diào)速來驅(qū)動空調(diào)冷凝風(fēng)機和蒸發(fā)風(fēng)機等。

目前市場上存在的風(fēng)機調(diào)速產(chǎn)品有：

1、電阻式調(diào)速。這種調(diào)速方式的原理是在風(fēng)機供電回路里串聯(lián)可調(diào)電阻，通過電阻的不同檔位來實現(xiàn)分壓限流進而來調(diào)速。這種方式的缺點是電阻能耗高，發(fā)熱量大，并且不能實現(xiàn)無級調(diào)速。

2、斬波調(diào)速。這種調(diào)速方式主要是利用電力電子器件高頻開關(guān)，對直流輸入電壓進行斬波，經(jīng)過風(fēng)機自感濾波后得到基本平滑的直流電流。這種方式的優(yōu)點是效率高，能夠無級調(diào)速。缺點是需要與車載高壓轉(zhuǎn)低壓的DC-DC變換器配合使用，需要獨立安裝位置和配線，且只能單路輸出，不利于車載系統(tǒng)資源優(yōu)化配置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，便于安裝，能進行雙路獨立無級斬波調(diào)壓的雙路斬波調(diào)壓的電力電子模塊。

本發(fā)明為達到上述目的的技術(shù)方案是：一種雙路斬波調(diào)壓的電力電子模塊，其特征在于：包括用于接收兩路電壓信號的調(diào)壓信號接口電路、用于輸出兩路PWM控制信號的PWM控制電路、用于輸出四路PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動電路以及用于輸出兩路高頻斬波PWM電壓的雙路同步整流BUCK電路和用于采集兩路高頻斬波PWM輸出電壓信號的電壓電流采樣電路，所述的調(diào)壓信號接口電路將接收的兩路電壓信號經(jīng)濾波后輸出第一調(diào)壓信號和第二調(diào)壓信號，PWM控制電路的輸入端與第一調(diào)壓信號和第二調(diào)壓信號連接，并對兩路調(diào)壓信號進行調(diào)整和經(jīng)負反饋達到穩(wěn)定狀態(tài)時輸出兩路PWM信號，驅(qū)動電路的輸入端與PWM控制電路的輸出端連接，用于接收PWM控制電路的PWM信號并輸出驅(qū)動兩路高頻斬波電路動作的驅(qū)動信號，雙路同步整流BUCK電路的信號端與驅(qū)動電路的輸出端連接，且雙路同步整流BUCK電路的兩路高頻斬波電路經(jīng)占空比調(diào)節(jié)輸出獨立的高頻斬波PWM電壓信號，給空調(diào)冷凝風(fēng)機負載和蒸發(fā)風(fēng)機負載供電，兩路高頻斬波電路輸出電壓信號經(jīng)電壓電流采樣電路接PWM控制電路的信號端。

本發(fā)明采用了調(diào)壓信號接口電路、PWM控制電路、驅(qū)動電路以及雙路同步整流BUCK電路和電壓電流采樣電路，并將兩路斬波調(diào)壓電路集成，縮小了模塊體積，結(jié)構(gòu)緊湊高效，便于安裝，有利于車載系統(tǒng)資源優(yōu)化配置。本發(fā)明采用雙路PWM獨立控制，通過占空比調(diào)節(jié)來控制平均輸出電壓，能進行雙路獨立無級斬波調(diào)壓，靈活的調(diào)節(jié)車載空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機和冷凝風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明采用同步整流BUCK電路，續(xù)流管導(dǎo)通壓降小，整機效率高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細描述。

圖1是本發(fā)明雙路斬波調(diào)壓的電力電子模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明雙路同步整流BUCK電路的電原理圖。

圖3是本發(fā)明的調(diào)壓信號接口電路、PWM控制電路和驅(qū)動電路的電原理圖。

圖4是本發(fā)明第一電壓電流采樣電路的電原理圖。

圖5是本發(fā)明第二電壓電流采樣電路的電原理圖。

具體實施方式

見圖1所示，本發(fā)明的雙路斬波調(diào)壓的電力電子模塊，包括用于接收兩路電壓信號的調(diào)壓信號接口電路、用于輸出兩路PWM控制信號的PWM控制電路、用于輸出四路PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動電路以及用于輸出兩路高頻斬波PWM電壓的雙路同步整流BUCK電路和用于采集兩路高頻斬波PWM輸出電壓信號的電壓電流采樣電路。

見圖1、3所示，本發(fā)明調(diào)壓信號接口電路將接收的兩路電壓信號經(jīng)濾波后輸出第一調(diào)壓信號和第二調(diào)壓信號，將外部輸入調(diào)壓信號處理后送到PWM控制電路。本發(fā)明的PWM控制電路的輸入端與第一調(diào)壓信號和第二調(diào)壓信號連接，并對兩路調(diào)壓信號進行調(diào)整和經(jīng)負反饋達到穩(wěn)定狀態(tài)時輸出兩路PWM信號，使PWM控制電路輸出PWM控制信號給驅(qū)動電路。本發(fā)明的驅(qū)動電路的輸入端與PWM控制電路的輸出端連接，用于接收PWM控制電路的PWM信號并輸出驅(qū)動兩路高頻斬波電路動作的驅(qū)動信號，使驅(qū)動電路輸出PWM驅(qū)動信號給同步整流BUCK電路相應(yīng)的開關(guān)管柵極，雙路同步整流BUCK電路的信號端與驅(qū)動電路的輸出端連接，且雙路同步整流BUCK電路的兩路高頻斬波電路經(jīng)占空比調(diào)節(jié)輸出獨立的高頻斬波PWM電壓信號，給空調(diào)冷凝風(fēng)機負載和蒸發(fā)風(fēng)機負載供電，雙路同步整流BUCK電路的輸入接輸入直流母線，兩路高頻斬波電路輸出電壓信號經(jīng)電壓電流采樣電路接PWM控制電路的信號端，而電壓電流采樣電路采用常規(guī)的分壓電阻方式和運放采集放大電路。

見圖2所示，本發(fā)明雙路同步整流BUCK電路包括開關(guān)管Q1和Q3串接構(gòu)成的第一高頻斬波電路、開關(guān)管Q2和Q4串聯(lián)構(gòu)成的第二高頻斬波電路以及采樣電阻RS1和RS2，體二極管D1～D4接在各自對應(yīng)開關(guān)管Q1～Q4的源極與漏極之間，開關(guān)管Q1的漏極接輸入電壓正極Vin+、源極接開關(guān)管Q3的漏極，且開關(guān)管Q1的源極與開關(guān)管Q3的漏極結(jié)點處接第一斬波輸出電壓正極Vout1+，開關(guān)管Q3的源極一路接輸入電壓負極Vin-、另一路經(jīng)采樣電阻RS1接第一斬波輸出電壓負極Vout1-，驅(qū)動電路輸出用于控制開關(guān)管Q1和Q3的驅(qū)動信號與對應(yīng)的開關(guān)管Q1和Q3的柵極連接。見圖2所示，本發(fā)明開關(guān)管Q2的漏極接輸入電壓正極Vin+、源極接開關(guān)管Q4的漏極，且開關(guān)管Q2的源極與開關(guān)管Q4的漏極結(jié)點處接第二斬波輸出電壓正極Vout2+，開關(guān)管Q4的源極一路接輸入電壓負極Vin-、另一路經(jīng)采樣電阻RS2接第二斬波輸出電壓負極Vout2-，且驅(qū)動電路輸出用于控制開關(guān)管Q2和Q4的驅(qū)動信號與對應(yīng)開關(guān)管Q2和Q4的柵極連接,由于兩路高頻斬波電路獨立控制，并通過占空比的調(diào)節(jié)來控制平均輸出電壓，能靈活調(diào)節(jié)車載空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機和冷凝風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

見圖3所示，本發(fā)明PWM控制電路包括第一PWM控制芯片U1和第二PWM控制芯片U2，驅(qū)動電路包括第一驅(qū)動控制芯片U3和第二驅(qū)動控制芯片U4，而調(diào)速接口電路包括信號端子J1和第一RC濾波電路及第二RC濾波電路，信號端子J1的一路經(jīng)第一RC濾波電路接第一PWM控制芯片U1的第一反相信號輸入端，第一RC濾波電路由濾波電阻R1和濾波電容C1構(gòu)成，該濾波電容C1接系統(tǒng)參考地；信號端子J1的另一路經(jīng)第二RC濾波電路接第二PWM控制芯片U2的第二反相信號輸入端，第二RC濾波電路由濾波電阻R2和濾波電容C2構(gòu)成，同樣濾波電容C2接系統(tǒng)參考地。

見圖3所示，本發(fā)明第一PWM控制芯片U1的Rt引腳、Ct引腳和SS引腳與定時電阻RT1、定時電容CT1及緩啟電容CS1連接并接系統(tǒng)參考地，第一PWM控制芯片U1的OUT A引腳和OUT B引腳經(jīng)電阻RG1和RG2接第一驅(qū)動控制芯片U3的輸入引腳In，第一驅(qū)動控制芯片U3的兩個輸出信號引腳連接對應(yīng)的第一高頻斬波電路的Q1和Q3的柵極。第二PWM控制芯片U2的Rt引腳、Ct引腳和SS引腳與定時電阻RT2、定時電容CT2及緩啟電容CS2連接并接系統(tǒng)參考地，第二PWM控制芯片U2的OUT A引腳和OUT B引腳經(jīng)電阻RG3和RG4接第二驅(qū)動控制芯片U4的輸入引腳In，第二驅(qū)動控制芯片U4的兩路輸出信號引腳連接對應(yīng)的第二高頻斬波電路的開關(guān)管Q2和Q4的柵極。在外部輸入調(diào)壓信號時，PWM控制電路會根據(jù)實際輸出電壓來調(diào)整輸出相應(yīng)的PWM信號，并通過負反饋達到穩(wěn)定狀態(tài)，使外部調(diào)壓信號平均值的大小對應(yīng)于相應(yīng)的平均輸出電壓值，從而達到輸出調(diào)壓信號，進而經(jīng)雙路同步整流BUCK電路通過占空比調(diào)節(jié)，來控制平均輸出電壓，調(diào)整負載風(fēng)機風(fēng)速，能靈活調(diào)節(jié)車載空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機和冷凝風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

見圖4、5所示，本發(fā)明電壓電流采樣電路采用第一電壓電流采樣電路和第二電壓電流采樣電路，第一高頻斬波電路輸出電壓正極Vout1+經(jīng)電阻R3和電阻R4分壓輸出電壓采樣信號，電容C3并接在電阻R4兩端并接地，將第一高頻斬波電路的電壓采樣信號提供給PWM控制電路。見圖4所示，本發(fā)明第一高頻斬波電路輸出電壓負極Vout1-經(jīng)電阻R7接運放器U5的同相輸入端，且運放器U5的反相輸入端經(jīng)電阻R6接地，電阻RS1接第一高頻斬波電路輸出電壓負極Vout1-與地之間，電阻R5跨接在運放器U5的同相輸入端和輸出端，將第一高頻斬波電路的電流采樣信號提供給PWM控制電路。同樣，見圖5所示，本發(fā)明第二高頻斬波電路輸出電壓正極Vout2+經(jīng)電阻R8和電阻R9分壓輸出電壓采樣信號，電容C4并接在電阻R9兩端并接地，將第二高頻斬波電路的電壓采樣信號提供給PWM控制電路。見圖5所示，本發(fā)明第二高頻斬波電路輸出電壓負極Vout2-經(jīng)電阻R12接運放器U6的同相輸入端，且運放器U6的反相輸入端經(jīng)電阻R11接地，電阻RS2接第二高頻斬波電路輸出電壓負極Vout2-與地之間，電阻R10跨接在運放器U6的同相輸入端和輸出端，將第二高頻斬波電路的電流采樣信號提供給PWM控制電路。

本發(fā)明調(diào)速信號接口電路、驅(qū)動電路、PWM控制電路、雙路同步整流BUCK電路和電壓電流采樣電路均焊接在金屬基板印刷線路板上，可將金屬基板印刷線路板的背面與車載散熱器緊密連接，達到高效散熱，降低元件工作溫度，提高模塊壽命。