本发明涉及电源控制领域,特别涉及一种车载dc/dc变换器的反向预充控制方法。
背景技术:
1、随着新能源汽车的各种优势日益明显,新能源汽车在市场的渗透率的节节攀升,市场对车载电源的各种性能要求也逐渐增高。
2、车载电源包括车载dc/dc变换器,其用于将高压直流电(如400v)转换为低压直流电(如12v),以为低压电池充电或为负载供电。其高压侧一般设计有大电容,在正常工作时大电容需要与高压电池并联连接,其他状态时断开。在正常工作时,如果将大电容直接与高压电池连接,会产生较大的冲击电流。
3、为解决此问题,一般车企主流做法是增加一路预充支路,可参阅图1所示的现有技术的预充电路示意图。其包含预充电阻r、预充继电器relay,闭合继电器relay时先给高压侧电容hv cap进行预充,实时检测高压侧电容hv cap和高压电池hv bat的电压,两者接近时,再切入高压电池hv bat来避免冲击电流的问题。但是该措施不仅控制流程繁琐,也会带来额外的硬件成本、占用空间体积等问题。在当下车企降本增效的背景下,与寻找低成本、高效率的预充方案相悖。
4、随着车载电源技术的发展,车载dc/dc变换器通常还可以工作在反向工作模式,也即将低压直流电(如12v)转换为高压直流电(如400v)。
5、为了解决上述的高压侧电容hv cap进行预充的问题,当前一些做法为,通过复用车载dc/dc变换器中现有的开关器件、通过车载dc/dc变换器的反向工作实现反向预充功能。但是该类方案存在预充过程中的开关器件电压应力问题以及电感电流过冲问题,这成为了新的挑战。
6、现有解决方案还有利用反灌电路(oring电路)进行软起、增加限流电阻、加大吸收电容等措施,但都不同程度地增加额外器件,造成成本、体积增加,甚至影响车载dc/dc变换器正向工作控制策略。且oring电路软起方案,本身也存在oring电路内开关管电压应力风险,需要额外导入优化措施。
7、因此,如何能实现反向预充,且能降低成本、减小体积,是业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请提出了一种车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其中所述车载dc/dc变换器包括级联连接的原边电路、变压器和副边电路,所述原边电路与高压侧电容并联,所述副边电路与低压侧电容并联,所述副边电路包括低压侧电感、至少一开关管以及与所述开关管并联的应力吸收电路,其中应力吸收电路包括串联连接的吸收电容、泄放电阻和泄放开关管,在所述副边电路内的所述开关管的占空比小于等于50%时,所述控制方法包括:
2、s1:开机;
3、s2:控制所述车载dc/dc变换器工作在电流环软起模式,逐步增加电流环的电流参考值,直至所述电流参考值等于电流参考设定值;
4、s3:控制所述车载dc/dc变换器工作在电流环、电压环双环竞争模式,比较电流环和电压环获得的所述副边电路内所述开关管的占空比,以其中的较小者作为控制所述副边电路内所述开关管的开关控制信号的占空比,直至所述高压侧电容上的电压达到电压设定值,其中
5、在步骤s2和步骤s3的过程中,所述应力吸收电路内的所述泄放开关管在与之并联的副边电路内的所述开关管导通之后导通、再次导通之前关断,并使得所述泄放开关管的导通时间最大化。
6、更进一步的,步骤s2包括:
7、s21:设定所述电流环的电流参考值为0;
8、s22:所述电流参考值iref以定步长或变步长增加;
9、s23:判断所述电流参考值是否达到电流参考设定值,若是退出电流环软起模式,进入步骤s3,若否进入步骤s22。
10、更进一步的,步骤s2中,所述电流环软起模式为开环控制模式或闭环控制模式。
11、更进一步的,所述电流参考设定值由整车下发。
12、更进一步的,步骤s2中,所述车载dc/dc变换器工作在小脉冲启机阶段。
13、更进一步的,步骤s3包括:
14、s31:根据电流环获得控制副边电路内所述开关管的第一占空比,根据电压环获得控制副边电路内所述开关管的第二占空比;
15、s32:比较第一占空比是否小于第二占空比,如是则以第一占空比为占空比的开关控制信号来控制副边电路内的所述开关管,若否则以第二占空比为占空比的开关控制信号来控制副边电路内的所述开关管;
16、s33:判断所述高压侧电容上的电压达到电压设定值,若是则结束,若否则进入步骤s31。
17、更进一步的,在根据步骤s2和步骤s3中,确定控制副边电路内的所述开关管的开关控制信号后,根据所述开关管的开关控制信号的开通时间确定与之并联的所述应力吸收电路内的所述泄放开关管的开通时间,根据所述开关管的开关控制信号的再次开通时间确定与之并联的所述应力吸收电路内的所述泄放开关管的关断时间,并且使得所述泄放开关管的导通时间最大化。
18、更进一步的,在所述开关管导通后延迟t11时间后控制所述泄放开关管导通,在所述开关管再次导通时间提前t22时间控制所述泄放开关管关断。
19、更进一步的,所述原边电路为全桥开关单元或半桥开关单元。
20、更进一步的,所述副边电路为同步整流电路、全桥整流电路、全波整流电路或倍流整流电路。
21、更进一步的,所述应力吸收电路还包括第一二极管和第五电容,所述第一二极管和所述第五电容并联在所述泄放电阻和所述泄放开关管两端。
22、上文相当广泛地概述了本申请的特征和技术优点,以便可以更好地理解以下对本申请的详细描述。下文将描述本申请的额外特征和优点,它们形成本申请的权利要求的主题。本领域技术人员应明白,可容易地利用公开的概念和特定实施例作为修改或设计用于实现本申请的相同目的的其它结构或过程的基础。本领域技术人员还应意识到,此类等效构造没有偏离随附权利要求中所阐述的本申请的精神和范围。
1.一种车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其中所述车载dc/dc变换器包括级联连接的原边电路、变压器和副边电路,所述原边电路与高压侧电容并联,所述副边电路与低压侧电容并联,所述副边电路包括低压侧电感、至少一开关管以及与所述开关管并联的应力吸收电路,其中应力吸收电路包括串联连接的吸收电容、泄放电阻和泄放开关管,其特征在于,在所述副边电路内的所述开关管的占空比小于等于50%时,所述控制方法包括:
2.根据权利要求1所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,步骤s2包括:
3.根据权利要求2所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,步骤s2中,所述电流环软起模式为开环控制模式或闭环控制模式。
4.根据权利要求2所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,所述电流参考设定值由整车下发。
5.根据权利要求4所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,步骤s2中,所述车载dc/dc变换器工作在小脉冲启机阶段。
6.根据权利要求1所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,步骤s3包括:
7.根据权利要求1所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,在根据步骤s2和步骤s3中,确定控制副边电路内的所述开关管的开关控制信号后,根据所述开关管的开关控制信号的开通时间确定与之并联的所述应力吸收电路内的所述泄放开关管的开通时间,根据所述开关管的开关控制信号的再次开通时间确定与之并联的所述应力吸收电路内的所述泄放开关管的关断时间,并且使得所述泄放开关管的导通时间最大化。
8.根据权利要求7所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,在所述开关管导通后延迟t11时间后控制所述泄放开关管导通,在所述开关管再次导通时间提前t22时间控制所述泄放开关管关断。
9.根据权利要求1所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,所述原边电路为全桥开关单元或半桥开关单元。
10.根据权利要求1或9所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,所述副边电路为同步整流电路、全桥整流电路、全波整流电路或倍流整流电路。
11.根据权利要求1所述的车载dc/dc变换器的反向预充控制方法,其特征在于,所述应力吸收电路还包括第一二极管和第五电容,所述第一二极管和所述第五电容并联在所述泄放电阻和所述泄放开关管两端。
