本公開實施例涉及一種用于提供差分電壓的裝置和方法、直流(dc)-dc轉(zhuǎn)換器以及包括該dc-dc轉(zhuǎn)換器的混合動力汽車。

背景技術(shù)：

在混合動力汽車中，為了利用諸如電動壓縮機、電加熱器、動力轉(zhuǎn)向和電動泵等高電力負(fù)載，定義額外的48v電池系統(tǒng)級別。在該48v電池系統(tǒng)與14v電池系統(tǒng)之間需要布置dc-dc轉(zhuǎn)換器。

圖1示出在48v電池系統(tǒng)與14v電池系統(tǒng)之間連接dc-dc轉(zhuǎn)換器的示意圖，其中，單元1和單元2是dc-dc轉(zhuǎn)換器的兩個主電路。在該電路連接中，當(dāng)在電容器c2上沒有電壓時如果接通開關(guān)s1，則會發(fā)生電弧放電效應(yīng)。為了盡可能地減少該電弧放電效應(yīng)，通常需要預(yù)充電功能，即首先將電容器c2從0v預(yù)充電到48v，然后再接通開關(guān)s1來開始傳遞電力。

通常，需要控制電路來控制和/或?qū)崿F(xiàn)該預(yù)充電功能，并且該控制電路需要差分電壓來正常工作，因此，需要一種能為控制電路的正常工作提供差分電壓的機制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開實施例，提供一種用于提供差分電壓的裝置，包括：輔助電源產(chǎn)生部件，連接到第一電源，被配置為產(chǎn)生輔助電源；電壓提供部件，被配置為接收第二電源和輔助電源，并輸出輔助電源和第二電源中的一個；以及輸出部件，被配置為向外部提供由電壓提供部件輸出的電源和第一電源。

在一個例子中，所述輔助電源產(chǎn)生部件包括半波整流電路，并且所述輔助電源的參考地是所述第一電源的正極端。

在一個例子中，所述半波整流電路包括：浮置繞組，該浮置繞組的第一端連接到第一電源，且第二端連接到第一二極管的陰極；第一二極管，該第一二極管的陽極連接到所述電壓提供部件；和電容器，連接在浮置繞組的第 一端和第一二極管的陽極之間。

在一個例子中，所述輔助電源產(chǎn)生部件是反激式轉(zhuǎn)換器的次級部分，并且所述反激式轉(zhuǎn)換器的初級部分連接到所述第一電源。

在一個例子中，所述電壓提供部件包括：第二二極管，該第二二極管的陰極連接到專用于第二電源的端口，且陽極連接到所述輸出部件；和第三二極管，該第三二極管的陰極連接到所述輔助電源產(chǎn)生部件，且陽極連接到所述輸出部件。

在一個例子中，所述第二二極管和第三二極管的陽極端彼此連接，并且在所述專用于第二電源的端口與所述第二電源之間連接有一開關(guān)。

在一個例子中，當(dāng)所述開關(guān)斷開時，所述電壓提供部件經(jīng)由所述第三二極管輸出所述輔助電源，并且當(dāng)所述開關(guān)接通時，所述電壓提供部件經(jīng)由所述第二二極管輸出所述第二電源。

在一個例子中，所述裝置被配置為使用所輸出的差分電壓向控制電路提供差分電壓，以便控制直流dc-dc轉(zhuǎn)換器。

在一個例子中，所述電壓提供部件輸出的電源和第一電源之間的電壓差大于或等于10v。

根據(jù)本公開另一實施例，提供一種被配置為在第一電源和第二電源之間轉(zhuǎn)換電壓的直流dc-dc轉(zhuǎn)換器，包括：第一端口，被配置為連接到第一電源；第二端口，被配置為連接到第二電源；轉(zhuǎn)換部件，連接在第一端口和第二端口之間；第一電容器(c1)，連接在第一端口和地之間，所述地被配置為連接到第一電源的負(fù)極引腳和第二電源的負(fù)極引腳；第二電容器(c2)，連接在第二端口和地之間；以及安全器件，連接到第一端口，并被配置為連接到第一電源和前述裝置，其中，通過所述裝置輸出的差分電壓來控制所述dc-dc轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)本公開再一實施例，提供一種包括前述dc-dc轉(zhuǎn)換器的混合動力汽車。

根據(jù)本公開再一實施例，提供一種提供差分電壓的方法，包括：以第一電源為參考地產(chǎn)生輔助電源；以及向外部提供第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個。

在一個例子中，向外部提供第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個包括：在接通第二電源以前，向外部提供第一電源和所述輔助電源；以 及在接通第二電源以后，向外部提供第一電源和所述第二電源。

在一個例子中，向外部提供第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個包括使用所輸出的差分電壓向控制電路提供差分電壓，以便控制直流dc-dc轉(zhuǎn)換器。

在一個例子中，第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個之間的電壓差大于或等于10v。

因此，根據(jù)本公開實施例，輸出部件所提供的電源和第一電源之間具有電壓差，所以可以提供差分電壓，從而其他電路可以利用該差分電壓來正常工作。

附圖說明

通過以下借助附圖的詳細(xì)描述，將會更容易地理解本公開，其中相同的標(biāo)號指定相同結(jié)構(gòu)的單元，并且在其中：

圖1示出在48v電池系統(tǒng)與14v電池系統(tǒng)之間連接dc-dc轉(zhuǎn)換器的示意圖；

圖2示出根據(jù)本公開實施例的用于提供差分電壓的裝置的示意性框圖；

圖3示出根據(jù)本公開實施例的裝置與用于控制和/或?qū)崿F(xiàn)預(yù)充電功能的控制電路的連接示意圖；

圖4示出根據(jù)本公開實施例的用于提供差分電壓的裝置與控制電路的具體電路的示意圖；以及

圖5示出根據(jù)本公開實施例的提供差分電壓的方法的示意性流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本公開實施例中的附圖，對本公開實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖2示出根據(jù)本公開實施例的用于提供差分電壓的裝置200的示意性框圖。

如圖2中所示，該裝置200包括輔助電源產(chǎn)生部件201、電壓提供部件202和輸出部件203。

輔助電源產(chǎn)生部件201連接到第一電源，被配置為產(chǎn)生輔助電源。電壓提供部件202被配置為接收第二電源和輔助電源，并輸出輔助電源和第二電源中的一個。輸出部件203被配置為向外部提供由電壓提供部件輸出的電源和第一電源。

在一個例子中，第一電源例如為14v，并且第二電源例如為48v。

因此，根據(jù)本公開實施例，輸出部件203所提供的電源和第一電源之間具有電壓差，所以裝置200可以提供差分電壓，從而其他電路可以利用該差分電壓來正常工作。

圖3示出根據(jù)本公開實施例的裝置200與用于控制和/或?qū)崿F(xiàn)預(yù)充電功能的控制電路的連接示意圖。

如圖3中所示，裝置200連接在第一電源(14v)和第二電源(48v)之間，并且向控制電路提供兩路電壓輸出。該控制電路控制dc-dc轉(zhuǎn)換器中的主電路、諸如單元1和單元2處于升壓模式。裝置200輸出的兩路電壓是差分電壓，使得控制電路能夠正常工作并利用該差分電壓來控制所述dc-dc轉(zhuǎn)換器。

圖4示出根據(jù)本公開實施例的用于提供差分電壓的裝置與控制電路的具體電路的示意圖。

在圖4中，控制電路被示出為例如德州儀器的lm5170，但是顯然控制電路可以被具體化為其他任何合適的電路。在圖4中僅示出了單元1和單元2，但是本領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)明白，dc-dc轉(zhuǎn)換器的主電路的個數(shù)不限于兩個，還可以更多或更少。

如圖4中所示，輔助電源產(chǎn)生部件(auxiliarypowersupply，aps)201可以包括半波整流電路，并且所述輔助電源的參考地是第一電源(14v)的正極端。

根據(jù)本公開實施例，半波整流電路可以包括浮置繞組、第一二極管d1和電容器c3。

浮置繞組的第一端連接到第一電源(14v)，且第二端連接到第一二極管d1的陰極。第一二極管d1的陽極連接到電壓提供部件202。電容器c3連接在浮置繞組的第一端和第一二極管d1的陽極之間。

輔助電源產(chǎn)生部件201基于第一電源(14v)可以產(chǎn)生12v/p14v的假電壓信號，該假電壓信號相對于地的電壓可以為12v+14v＝26v。

輔助電源產(chǎn)生部件201可以是反激式轉(zhuǎn)換器的次級部分，并且反激式轉(zhuǎn)換器的初級部分連接到所述第一電源(14v)。輔助電源產(chǎn)生部件201從反激式轉(zhuǎn)換器的初級部分汲取電力，以便提供輔助電源。也就是說，反激式轉(zhuǎn)換器的初級部分從第一電源14v汲取電力，以便向輔助電源產(chǎn)生部件201提供能量，以便傳遞輔助電源。

如圖4中所示，電壓提供部件202可以包括第二二極管d2和第三二極管d3。

第二二極管d2的陰極連接到專用于第二電源(48v)的端口，且陽極連接到輸出部件203。第三二極管d3的陰極連接到輔助電源產(chǎn)生部件201，且陽極連接到輸出部件203。

此外，第二二極管d2和第三二極管d3的陽極端彼此連接。因此，在圖4中，d2和d3被示出為并聯(lián)連接到lm5170的vin端口，以向lm5170提供輔助電源12v/p14v或第二電壓48v。

在一個例子中，在專用于第二電源(48v)的端口與所述第二電源之間連接有一開關(guān)s1。當(dāng)開關(guān)s1斷開時，電壓提供部件202經(jīng)由第三二極管d3輸出輔助電源12v/p14v，并且當(dāng)開關(guān)s1接通時，電壓提供部件202經(jīng)由第二二極管d2輸出第二電源48v。

此外，第三二極管d3可以防止當(dāng)?shù)谝欢O管和電容器c3短路時在48v端口與14v端口之間發(fā)生短路，并且第二極管d2可以防止當(dāng)c2短路時14v電池系統(tǒng)發(fā)生短路。

輸出部件203可以簡單地被具體化為分別連接到d2和d3的導(dǎo)線。

這樣，當(dāng)開關(guān)s1未被接通之前，裝置200可以向控制電路提供第一電源14v和輔助電源12v/p14v，從而控制電路可以接收到具有12v電壓差的差分電壓。當(dāng)開關(guān)s1被接通之后，裝置200可以向控制電路提供第一電源14v和第二電源48v，從而控制電路可以接收到具有34v電壓差的差分電壓。因此，裝置200可以被配置為使用所輸出的差分電壓向例如lm5170的控制電路提供差分電壓，以便控制直流dc-dc轉(zhuǎn)換器。

具體地，對于lm5170而言，為了確保電路斷路器功能，其需要接收具有大于10v的電壓差的差分電壓，并且根據(jù)本公開實施例的裝置200至少可以提供具有12v電壓差的差分電壓，因此，利用根據(jù)本公開實施例的裝置200，lm5170即使在開關(guān)s1斷開時也能夠正常工作。

雖然在圖4中示出dc-dc轉(zhuǎn)換器的主電路僅包括兩個主電路單元1和單元2，但是可以明白，lm5170還可以驅(qū)動4路電路等等。

此外，通過調(diào)整裝置200、尤其是輔助電源產(chǎn)生部件201中各組件的大小，可以保證電壓提供部件202輸出的電源和第一電源14v之間的電壓差大于或等于10v。

此外，因為利用分立的模擬器件來實現(xiàn)裝置200，所以結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉。

控制電路連接到dc-dc轉(zhuǎn)換器的安全器件。如圖4中所示，安全器件包括兩個共源極安全金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosfet)。兩個安全mosfet可以是n型mosfet。

c2的預(yù)充電過程分為兩個階段，在第一階段中，c1和c2被從0v充電到14v；并且在第二階段中，c2被繼續(xù)充電到48v。兩個共源極安全mosfet僅在第一階段起作用，而在第二階段中，兩個共源極安全mosfet均被導(dǎo)通，起到導(dǎo)線作用。

根據(jù)本公開實施例，參考圖4，還提供一種被配置為在第一電源(例如，14v)和第二電源(例如，48v)之間轉(zhuǎn)換電壓的直流dc-dc轉(zhuǎn)換器，包括第一端口、第二端口、第一電容器(c1)、第二電容器(c2)和安全器件。

第一端口、例如用于第一電源的端口被配置為連接到第一電源(14v)。第二端口、例如用于第二電源的端口被配置為連接到第二電源(48)。轉(zhuǎn)換部件，連接在第一端口和第二端口之間。這里，轉(zhuǎn)換部件是例如單元1和單元2的dc-dc轉(zhuǎn)換器的主電路。第一電容器(c1)連接在第一端口和地之間，地被配置為連接到第一電源的負(fù)極引腳和第二電源的負(fù)極引腳。第二電容器(c2)連接在第二端口和地之間。安全器件連接到第一端口，并被配置為連接到第一電源，并且連接到如上所述的裝置200。安全器件例如是如圖4中所示的兩個共源極安全mosfet。

通過裝置200輸出的差分電壓來控制dc-dc轉(zhuǎn)換器。

此外，本公開實施例還提供一種包括如上所述的dc-dc轉(zhuǎn)換器的混合動力汽車。

圖5示出根據(jù)本公開實施例的提供差分電壓的方法500的示意性流程圖。

如圖5中所示，在方法500的s510，以第一電源為參考地產(chǎn)生輔助電源。在s520，向外部提供第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個。

因此，根據(jù)本公開實施例，所提供的電源和第一電源之間具有電壓差，所以可以提供差分電壓，從而其他電路可以利用該差分電壓來正常工作

在一個例子中，向外部提供第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個包括：在接通第二電源以前，向外部提供第一電源和所述輔助電源；以及在接通第二電源以后，向外部提供第一電源和所述第二電源。

在一個例子中，向外部提供第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個包括使用所輸出的差分電壓向控制電路提供差分電壓，以便控制直流dc-dc轉(zhuǎn)換器。

在一個例子中，第一電源以及所述輔助電源和第二電源中的一個之間的電壓差大于或等于10v。

應(yīng)當(dāng)注意的是，為了清楚和簡明，在圖2至圖4中僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，圖2至圖4中所示出的設(shè)備或器件可以包括其他必要的單元。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。