电动汽车DCDC辅助电源模块设计

1、电动汽车电动汽车DC/DC辅助电源模块设计辅助电源模块设计指导老师：答辩人：目录目录l辅助电源结构框图设计l辅助电源主电路设计l专用芯片SG3525l外围电路的设计l驱动电路的设计l检测电路的设计l保护电路的设计l程序流程图lPCB图主要技术指标主要技术指标l(1 )输入电压范围: 12V ;l(2 )输出电压: 5V 300 m A , 5V 1000 m A , 3 . 3V 800mA ;l(3 )静态工作电流: 0.5mA;l(4 )工作温度范围: - 40 + 85 ;l(5 )开机启动电流: 1mA ;l(6 )过热保护温度: 125 ;l(8 )复位延迟时间: 外部调整;l(9

2、)高共模输入输出隔离: 1500V ;l(10 )电流传感和电压反馈输入- 0 . 3V+ 5 . 5V ;l(11 )误差放大输出吸入电流10 m A ;l(12 ) 最高开关频率500 kHz, 转换效率85 % , 稳定度0 . 2 % 。 辅助电源结构框图设计辅助电源结构框图设计 l 此电路的设计要求，将12V直流电压通过逆变电路改为交流电，在通过高频变压器的变比得到一定的交流电压，再整流为所需要的直流电源，通过检测电路检测送给控制电路，系统控制原理框图如右图所示。辅助电源主电路设计辅助电源主电路设计l 传统的DC/DC 电源模块, 基本上采用线性模拟或电压脉宽调制技术, 但是前者稳压

3、范围窄、效率低下; 后者的缺点是这类电源电压调整率和负载调整率低, 动态响应慢, 特别在轻负载时DC/DC 转换效率和稳定性通常明显降低, 因此不能满足电动汽车仪表对电源设计的严格要求。基于以上的原因, 本方案根据开关电源DC/DC 转换器向高性能、高可靠性以及小型化、轻量化、高功率密度化发展的主要趋势, 提出一种新型的电压前馈补偿的准谐振、零电流开关DC/DC 变换器电路方案。 带隔离的直流带隔离的直流/直流变流电路直流变流电路 专用芯片专用芯片SG3525（1）工作电压范围宽：835V。（2）5.1（1 1.0%）V微调基准电源。（3）振荡器工作频率范围宽：100Hz 400KHz.（4）

4、具有振荡器外部同步功能。（5）死区时间可调。（6）内置软启动电路。（7）具有输入欠电压锁定功能。（8）具有PWM锁存功能，禁止多脉冲。（9）逐个脉冲关断。（10）双路输出（灌电流/拉电流）工作原理工作原理l SG3525 内置了5.1V精密基准电源，微调至 1.0%，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在CT引脚和Discharge引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。 外围电路的设计外围电路的设

5、计l 通过R2、R3、C3结合SG3525产生锯齿波输入到SG3525的振荡器。l 其产生的PWM信号由OUTA、OUTB输出，调节R7可以改变占空比。输出的PWM信号通过二极管D6、D7送至光电耦合器U2，光耦后通过驱动电路对信号进行放大。放大后的电压可以直接驱动MOS管。此电路具有信号稳定，安全可靠等优点。驱动电路的设计驱动电路的设计l 驱动电路是控制电路与功率器件栅极间的接口电路，其性能在很大程度上影响到器件的栅极电路，因此正确设计和选择驱动电路是十分重要的。 检测电路的设计检测电路的设计l 右图是电源电压检测电路。 通过电压检测电路在各自的输出端得到输入端相同的电压，使输出电压的驱动能

6、力得到加强。开关管的尖峰电压冲击保护开关管的尖峰电压冲击保护l 由于场效应管在由饱和进入截止的瞬间，急剧变化的漏极电流会在初级绕组上激发一个下正上负的反向电动势，这个浪涌尖脉冲直接加在场效应管的漏极，其峰值可达到直流输入电压的数倍且一直作用在场效应管的漏极，很可能将场效应管源极击穿。R6、R7和C6组成了尖峰电压冲击保护电路，可把尖峰电压钳位在安全值一下，在将吸收的浪涌尖峰电压转化为焦耳释放掉，保护了MOS管。主电路程序流程图主电路程序流程图中断流程图中断流程图PCB图图 l（1）开关导通和关断都存在一个电流环路，这两个环路都是高频、大电流的环路，所以在布局和布线时都要将此二环路面积设计得最小。用于反馈的取样电压要输出电容上引出，并