電動汽車DCDC輔助電源模塊設(shè)計課件

電動汽車DC/DC輔助電源模塊設(shè)計指導(dǎo)老師：答辯人：電動汽車DC/DC輔助電源模塊設(shè)計指導(dǎo)老師：1目錄輔助電源結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計輔助電源主電路設(shè)計專用芯片SG3525外圍電路的設(shè)計驅(qū)動電路的設(shè)計檢測電路的設(shè)計保護電路的設(shè)計程序流程圖PCB圖目錄輔助電源結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計2主要技術(shù)指標(biāo)(1)輸入電壓范圍:12V;(2)輸出電壓:5V300mA,5V1000mA,3.3V800mA;(3)靜態(tài)工作電流:0.5mA;(4)工作溫度范圍:-40℃～+85℃;(5)開機啟動電流:1mA;(6)過熱保護溫度:≤125℃;(8)復(fù)位延遲時間:外部調(diào)整;(9)高共模輸入輸出隔離:1500V;(10)電流傳感和電壓反饋輸入-0.3V～+5.5V;(11)誤差放大輸出吸入電流10mA;(12)最高開關(guān)頻率500kHz,轉(zhuǎn)換效率85%,穩(wěn)定度0.2%。主要技術(shù)指標(biāo)(1)輸入電壓范圍:12V;3輔助電源結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計此電路的設(shè)計要求，將12V直流電壓通過逆變電路改為交流電，在通過高頻變壓器的變比得到一定的交流電壓，再整流為所需要的直流電源，通過檢測電路檢測送給控制電路，系統(tǒng)控制原理框圖如右圖所示。輔助電源結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計此電路的設(shè)計要求，將12V直流4輔助電源主電路設(shè)計傳統(tǒng)的DC/DC電源模塊,基本上采用線性模擬或電壓脈寬調(diào)制技術(shù),但是前者穩(wěn)壓范圍窄、效率低下;后者的缺點是這類電源電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率低,動態(tài)響應(yīng)慢,特別在輕負(fù)載時DC/DC轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性通常明顯降低,因此不能滿足電動汽車儀表對電源設(shè)計的嚴(yán)格要求。基于以上的原因,本方案根據(jù)開關(guān)電源DC/DC轉(zhuǎn)換器向高性能、高可靠性以及小型化、輕量化、高功率密度化發(fā)展的主要趨勢,提出一種新型的電壓前饋補償?shù)臏?zhǔn)諧振、零電流開關(guān)DC/DC變換器電路方案。輔助電源主電路設(shè)計傳統(tǒng)的DC/DC電源模塊,5帶隔離的直流/直流變流電路帶隔離的直流/直流變流電路6專用芯片SG3525（1）工作電壓范圍寬：8—35V。

（2）5.1（11.0%）V微調(diào)基準(zhǔn)電源。

（3）振蕩器工作頻率范圍寬：100Hz—400KHz.

（4）具有振蕩器外部同步功能。

（5）死區(qū)時間可調(diào)。

（6）內(nèi)置軟啟動電路。

（7）具有輸入欠電壓鎖定功能。

（8）具有PWM鎖存功能，禁止多脈沖。

（9）逐個脈沖關(guān)斷。

（10）雙路輸出（灌電流/拉電流）

專用芯片SG3525（1）工作電壓范圍寬：8—35V。

（27工作原理SG3525內(nèi)置了5.1V精密基準(zhǔn)電源，微調(diào)至1.0%，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。SG3525還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時鐘信號同步，為設(shè)計提供了極大的靈活性。在CT引腳和Discharge引腳之間加入一個電阻就可以實現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。工作原理SG3525內(nèi)置了5.1V精密基準(zhǔn)電源，微8外圍電路的設(shè)計通過R2、R3、C3結(jié)合SG3525產(chǎn)生鋸齒波輸入到SG3525的振蕩器。其產(chǎn)生的PWM信號由OUTA、OUTB輸出，調(diào)節(jié)R7可以改變占空比。輸出的PWM信號通過二極管D6、D7送至光電耦合器U2，光耦后通過驅(qū)動電路對信號進(jìn)行放大。放大后的電壓可以直接驅(qū)動MOS管。此電路具有信號穩(wěn)定，安全可靠等優(yōu)點。外圍電路的設(shè)計通過R2、R3、C3結(jié)合SG3525產(chǎn)9驅(qū)動電路的設(shè)計驅(qū)動電路是控制電路與功率器件柵極間的接口電路，其性能在很大程度上影響到器件的柵極電路，因此正確設(shè)計和選擇驅(qū)動電路是十分重要的。驅(qū)動電路的設(shè)計驅(qū)動電路是控制電路與功率器件柵極間的10檢測電路的設(shè)計右圖是電源電壓檢測電路。通過電壓檢測電路在各自的輸出端得到輸入端相同的電壓，使輸出電壓的驅(qū)動能力得到加強。檢測電路的設(shè)計右圖是電源電壓檢測電路。通過電11開關(guān)管的尖峰電壓沖擊保護由于場效應(yīng)管在由飽和進(jìn)入截止的瞬間，急劇變化的漏極電流會在初級繞組上激發(fā)一個下正上負(fù)的反向電動勢，這個浪涌尖脈沖直接加在場效應(yīng)管的漏極，其峰值可達(dá)到直流輸入電壓的數(shù)倍且一直作用在場效應(yīng)管的漏極，很可能將場效應(yīng)管源極擊穿。R6、R7和C6組成了尖峰電壓沖擊保護電路，可把尖峰電壓鉗位在安全值一下，在將吸收的浪涌尖峰電壓轉(zhuǎn)化為焦耳釋放掉，保護了MOS管。開關(guān)管的尖峰電壓沖擊保護由于場效應(yīng)管在由飽和進(jìn)12主電路程序流程圖主電路程序流程圖13中斷流程圖中斷流程圖14PCB圖（1）開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷都存在一個電流環(huán)路，這兩個環(huán)路都是高頻、大電流的環(huán)路，所以在布局和布線時都要將此二環(huán)路面積設(shè)計得最小。用于反饋的取樣電壓要輸出電容上引出，并注意芯片或開關(guān)管的散熱。（2）電容引線不能太長，尤其是