CN216721183U - 一种降压电路及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种降压电路及车辆，包括：逆变电路、变压器、多个整流电路和多个稳压电路；逆变电路的输入端与车辆的高压***电连接，逆变电路的输出端与变压器的一次侧电连接；变压器的二次侧包括多个绕组，不同绕组具有不同的匝数；各绕组与各整流电路的输入端一一对应电连接；各稳压电路的输入端与各整流电路的输出端一一对应电连接，各稳压电路的输入端与各低压***一一对应电连接，各低压***对应的降压电路共用一个逆变电路和一个变压器，大量减少了重复设置的电子器件的数量，减小了降压电路的占用空间，降低成本的同时还有利于车辆的空间设计。

Description

一种降压电路及车辆

技术领域

本实用新型实施例涉及车载电源***技术领域，尤其涉及一种降压电路及车辆。

背景技术

当前用户对整车驾驶体验需求的逐步提升，使得整车新增了许多低压用电负载，各低压用电负载的供电电压也有所同，因此对于不同需求的用电负载需对应设置不同的降压电路，以将高压***的高压转换为不同档位的低压提供给不同供电需求的低压用电负载。

如今各降压电路均独立设置，即各档位的低压用电负载均对应设置一个独立的降压电路，再将降压电路集成封装，使得车载带能源***的许多电子器件和控制芯片等存在重复设计，造成电路结构复杂，电子元器件较多，封装产品的占用空间较大，不利于车辆的空间设计，并且成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种降压电路及车辆，以实现体积小且成本低的深度集成的降压电路。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种降压电路，包括：逆变电路、变压器、多个整流电路和多个稳压电路；

所述逆变电路的输入端与车辆的高压***电连接，所述逆变电路的输出端与所述变压器的一次侧电连接；

所述变压器的二次侧包括多个绕组，不同所述绕组具有不同的匝数；各所述绕组与各所述整流电路的输入端一一对应电连接；

各所述稳压电路的输入端与各所述整流电路的输出端一一对应电连接，各所述稳压电路的输入端与各低压***一一对应电连接。

可选的，各所述稳压电路均包括第一晶体管、第二晶体管、第一电感和第一电容；

所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的控制端用于接收控制信号，所述第一晶体管的第一极与所述整流电路的输出端一一对应电连接，所述第一晶体管的第二极与所述第二晶体管的第一极、所述第一电感的第一端一一对应电连接，所述第二晶体管的第二极与所述第一电容的第一端一一对应电连接，各所述第一电感的第二端与所述第一电容的第二端一一对应电连接，所述第一电容的第二端与各所述低压***的正极端一一对应电连接，所述第一电容的第一端与各所述低压***的负极端一一对应电连接。

可选的，所述降压电路还包括：控制电路；

所述控制电路与所述逆变电路的控制端、各所述整流电路的控制端、以及各所述稳压电路的控制端电连接。

可选的，各所述整流电路均包括全桥整流电路或半桥整流电路。

可选的，多个所述整流电路包括至少一个第一整流电路和至少一个第二整流电路；

所述第一整流电路包括全桥整流电路；所述第二整流电路包括半桥整流电路。

可选的，所述降压电路还包括：滤波电路；

所述滤波电路电连接于所述高压***和所述逆变电路的输入端之间。

可选的，所述降压电路还包括：第二电感和第二电容；

所述第二电感、所述第二电容、所述逆变电路和所述变压器的一次侧线圈串联连接。

可选的，多个所述绕组包括至少一个第一绕组；所述降压电路还包括与至少一个所述第一绕组一一对应的至少一个第三电感和与至少一个所述第一绕组一一对应的至少一个第三电容；

所述第三电感、所述第三电容、所述第一绕组和所述整流电路串联连接。

可选的，所述降压电路还包括：通信电路；

所述控制电路通过所述通信电路与各所述低压***通信连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，其特征在于，包括高压***、至少两个低压***和上述的降压电路。

本实用新型实施例提供的降压电路，通过逆变电路将高压***提供的高压直流电逆变为可通过变压器隔离传输的交流电，变压器的二次侧可设置多个匝数不同的绕组，以对应不同用电需求的低压***，并且设置了在各二次侧绕组和对应的各低压***之间设置了整流电路将来自二次侧的交流电压转换为直流电压，经过稳压电路稳压后提供至各低压***，即各低压***对应的降压电路共用一个逆变电路和一个变压器，大量减少了重复设置的电子器件，减小了降压电路的占用空间，降低成本的同时还有利于车辆的空间设计。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种降压电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种降压电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种降压电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的又一种降压电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种降压电路的结构示意图，如图1所示，该降压电路包括：逆变电路10、变压器T1、多个整流电路20和多个稳压电路30；逆变电路10的输入端与车辆的高压***01电连接，逆变电路10的输出端与变压器T1的一次侧电连接；变压器T1的二次侧包括多个绕组，不同绕组具有不同的匝数；各绕组与各整流电路20的输入端一一对应电连接；各稳压电路30的输入端与各整流电路20的输出端一一对应电连接，各稳压电路30的输入端与各低压***02一一对应电连接。

具体的，高压***01包括高压电池，该高压电池可提供240V～480V的高压直流电压，逆变电路10将高压直流电压逆变为交流电压，以使得变压器T1能够对高压电信号进行隔离传输，即变压器T1能够将一次侧接收的交流电传输至二次侧实现降压，变压器T1的二次侧可以包括多个绕组，各绕组的匝数可以不同，以将一次侧的高压交流电压进行不同程度的降压，以满足不同的低压***的用电需求；各绕组分别对应连接一个整流电路20，将来自各绕组的交流电压整流为直流电压，稳压电路30可对整流电路20输出的低压直流电压进行稳压后将其提供至各自电连接的低压***02，以实现将高压***01的高压直流电压转换为各低压***02的供电电源；示例性的，当其中一个低压***02的用电需求发生变化，使得逆变电路10对应调整逆变频率以调整提供至低压侧的电压时，使得其他低压***02对应的整流电路20接收的交流电也会发生变化，此时可通过稳压电路30对其进行稳压，使得用电需求保持不变的低压***02接收的供电电压保持不变。另外，图中仅示出了变压器T1的二次侧包括2个绕组，对应的包括2个整流电路20和两个稳压电路30，对应的为2个低压***02供电，例如2个低压***的供电电压可以分别为车辆常用负载电压12V和48V，则通过变压器T1的降压、各整流电路20的整流以及各稳压电路30的稳压后，将12V和48V的直流电压分别提供至各自对应的低压***02。

本实用新型实施例提供的降压电路，通过逆变电路将高压***提供的高压直流电逆变为可通过变压器隔离传输的交流电，变压器的二次侧可设置多个匝数不同的绕组，以对应不同用电需求的低压***，并且设置了在各二次侧绕组和对应的各低压***之间设置了整流电路将来自二次侧的交流电压转换为直流电压，经过稳压电路稳压后提供至各低压***，即各低压***对应的降压电路共用一个逆变电路和一个变压器，大量减少了重复设置的电子器件，减小了降压电路的占用空间，降低成本的同时还有利于车辆的空间设计。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的另一种降压电路的结构示意图，如图2所示，各稳压电路30均包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第一电感L1和第一电容C1；第一晶体管Q1的控制端和第二晶体管Q2的控制端均用于接收控制信号，第一晶体管Q1的第一极与整流电路20的输出端一一对应电连接，第一晶体管Q1的第二极与第二晶体管Q2的第一极、第一电感L1的第一端一一对应电连接，第二晶体管Q2的第二极和各第一电感L1的第二端均与各低压***02电连接。

具体的，各稳压电路30可以为结构相同的Buck电路，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2根据控制信号交替导通或断开，当第一晶体管Q1导通时，整流电路20提供的直流电压通过第一晶体管Q1和第一电感L1将传输至低压***02，同时由于第一电感L1的电流增大使得第一电感L1能够存储电能，当第二晶体管Q2导通时，第一电感L1释放电能，继续为低压***02供电，第一电感L1还与第一电容C1构成低通滤波器，能够滤除传输至低压***02电信号中的谐波分量。示例性的，可调节第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的占空比以调节输出至低压***02的的供电电压，例如当稳压电路30的输出端电连接的低压***02的用电请求不变，而稳压电路30的输入端接收的直流电压明显增大时，可控制第一晶体管Q1的占空比降低，而第二晶体管Q2的占空比增大，使得第一电感L1储存电能减少，以保持传输至低压***02的电压保持不变；或者，当稳压电路30的输出端电连接的低压***02的用电请求不变，而稳压电路30的输入端接收的直流电压明显减小时，可控制第一晶体管Q1的占空比增大，而第二晶体管Q2的占空比减小，使得第一电感L1储存电能增加，以保持传输至低压***02的电压保持不变。其中，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2可以均为N型绝缘栅型场效应管，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2晶体管第一极可以均为漏极，第二极可以均为源极，控制端可以均为栅极。

可选的，各整流电路20的结构可以相同，参考图2，各整流电路20均包括全桥整流电路或半桥整流电路，即各整流电路20均为全桥整流电路或均为半桥整流电路，图中仅示出了各整流电路20均为全桥整流电路的情况，当整流电路20均为全桥整流电路时，各全桥整流电路均包括第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5和第六晶体管Q6，第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5和第六晶体管Q6的控制端均接收控制信号，第三晶体管Q3的第一极与第四晶体管Q4的第一极和第一晶体管Q1的第一极电连接，第三晶体管Q3的第二极与第五晶体管Q5的第一极和对应二次侧绕组的一端电连接，第六晶体管Q6的第二极与第五晶体管Q5的第二极和第二晶体管Q2的第二极电连接，第六晶体管Q6的第一极与第四晶体管Q4的第二极和对应二次侧绕组的另一端电连接，第三晶体管Q3和第六晶体管Q6同时导通或断开，第四晶体管Q4和第五晶体管Q5同时导通或断开，且第三晶体管Q3和第四晶体管Q4交替导通或断开。其中，第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5和第六晶体管Q6可以均为N型绝缘栅型场效应管，各晶体管第一极可以均为漏极，第二极可以均为源极，控制端可以均为栅极。

或者，可选的，各整流电路20的结构也可以不同，图3是本实用新型实施例提供的又一种降压电路的结构示意图，如图3所示，多个整流电路20包括至少一个第一整流电路21和至少一个第二整流电路22；第一整流电路21包括全桥整流电路；第二整流电路22包括半桥整流电路，其中，全桥整流电路的电路结构与上述全桥整流电路的结构相同，半桥整流电路22包括第七晶体管Q7和第八晶体管Q8，第七晶体管Q7和第八晶体管Q8的控制端均接收控制信号，第七晶体管Q7的第二极与对应变压器T1二次侧绕组的第一端电连接，第七晶体管Q7的第一极与第八晶体管Q8的第二极和第二晶体管Q2的第二极电连接，第八晶体管Q8的第一极与对应变压器T1二次侧绕组的第二端电连接，该二次侧绕组的第三端与第一晶体管Q1的第一极电连接。当第二整流电路22包括半桥整流电路时，第二整流电路22还可以包括第四电容C4，第四电容C4的第一端与第一晶体管Q1的第一极和对应变压器T1二次侧绕组的第三端电连接，第四电容C4的第二端与第七晶体管Q7的第一极、第八晶体管Q8的第二极和第二晶体管Q2的第二极电连接，第四电容C4用于滤波。

示例性的，参考图2或图3，逆变电路10优选为全桥逆变电路，包括第九晶体管Q9、第十晶体管Q10、第十一晶体管Q11和第十二晶体管Q12，第九晶体管Q9、第十晶体管Q10、第十一晶体管Q11和第十二晶体管Q12的控制端均接收控制信号，第九晶体管Q9的第一极与第十晶体管Q10的第一极和高压***01的正极端电连接，第九晶体管Q9的第二极与第十一晶体管Q11的第一极和变压器T1一次侧绕组的第一端电连接，第十二晶体管Q12的第二极与第十一晶体管Q11的第二极和高压***01的负极端电连接，第十二晶体管Q12的第一极与第十晶体管Q10的第二极和变压器T1一次侧绕组的第二端电连接，第九晶体管Q9和第十二晶体管Q12同时导通或断开，第十晶体管Q10和第十一晶体管Q11同时导通或断开，且第九晶体管Q9和第十晶体管Q10交替导通或断开。其中，第九晶体管Q9、第十晶体管Q10、第十一晶体管Q11和第十二晶体管Q12可以均为N型绝缘栅型场效应管，且各晶体管第一极可以均为漏极，第二极可以均为源极，控制端可以均为栅极。

可选的，图4是本实用新型实施例提供的又一种降压电路的结构示意图，如图4所示，降压电路还包括控制电路40；控制电路40与逆变电路10的控制端、各整流电路20的控制端、以及各稳压电路30的控制端电连接。其中，控制电路40可以包括微处理器。

具体的，结合参考图2或图3，控制电路40可以与逆变电路10中各晶体管(第九晶体管Q9、第十晶体管Q10、第十一晶体管Q11和第十二晶体管Q12)的控制端电连接，以通过控制逆变电路10中各晶体管的占空比控制传输至变压器T1一次侧交流电压的幅值；控制电路40各整流电路20中各晶体管(例如全桥整流电路中的第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5和第六晶体管Q6和半桥整流电路中的第七晶体管Q7和第八晶体管Q8)的控制端电连接，且控制各整流电路20中各晶体管与逆变电路10中各晶体管同频导通或断开；例如，可以控制逆变电路10中的第九晶体管Q9、第十二晶体管Q12与全桥整流电路中的第五晶体管Q5、第六晶体管Q6同时导通或断开，且控制第十晶体管Q10、第十一晶体管Q11与第四晶体管Q4和第八晶体管Q8同时导通或断开；当整流电路20包括半桥整流电路使，还可以控制逆变电路10中的第九晶体管Q9、第十二晶体管Q12与半桥整流电路中的第八晶体管Q8同时导通或断开，且控制第十晶体管Q10、第十一晶体管Q11与半桥整流电路中的第七晶体管Q7同时导通或断开；控制电路40可以与各稳压电路30中的各晶体管(第一晶体管Q1和第二晶体管Q2)的控制端电连接，以控制第一晶体管Q1和第二晶体管Q2交替导通或断开。

示例性的，低压***02包括第一低压***02a和第二低压***02b，当第一低压***02a和第二低压***02b用电需求恒定时，控制电路40控制各稳压电路30中的各晶体管以各自的频率和占空比导通或断开；当第一低压***02a的用电需求增大请求增大供电电压时，例如第一低压***02a中的蓄电池电量低需要充电时，控制电路40调整逆变电路10中各晶体管的占空比以增大传输至变压器T1一次侧的交流电压的幅值，如此使得变压器T1二次侧各绕组输出至各整流电路20的交流电压的幅值也增大，如此可以使第一低压***02a对应连接的整流电路20将增大的交流电压进行整流后通过稳压电路30将增大的直流电压传输至第一低压***02a，而由于此时第二低压***02b的用电需求不变，为了避免传输至第二低压***02b的供电电压增大，此时可通过控制电路40调整第二低压***02b对应的稳压电路30中第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的占空比，以将来自整流电路20的直流电压进行降压，保证传输至第二低压***02b的供电电压保持不变。

可选的，参考图4，降压电路还可以包括通信电路50，控制电路40通过通信电路50与各低压***02通信连接，即控制电路40与通信电路50电连接，通信电路50与各低压***02通信连接，示例性的，通信电路50可通过CAN通信网络与各低压***02通信连接，如此，控制电路40能够根据各低压***02的用电需求实时调整逆变电路10、各整流电路20与稳压电路30中各晶体管占空比。

可选的，继续参考图2或图3，降压电路还包括滤波电路60；滤波电路60电连接于高压***01和逆变电路10的输入端之间。具体的，滤波电路60可以包括第五电容C5，第五电容C5的一端与高压***01的正极端和逆变电路10中第九晶体管Q9的第一极电连接，第五电容C5的另一端与高压***01的负极端和逆变电路10中第十一晶体管Q11的第二极电连接，滤波电容C5用于对高压***01提供的高压直流电压进行滤波。

可选的，继续参考图2或图3，降压电路还包括第二电感L2和第二电容C2；第二电感L2、第二电容C2、逆变电路10和变压器T1的一次侧线圈串联连接。具体的，第二电感L2、第二电容C2和变压器T1的一次侧线圈构成一个LLC谐振电路，能够减小电路的开关损耗，能够提高能量的传输效率，显著降低噪声。

可选的，继续参考图2或图3，多个绕组包括至少一个第一绕组L0；降压电路还包括与至少一个第一绕组L0一一对应的至少一个第三电感L3和与至少一个第一绕组L0一一对应的至少一个第三电容C3；第三电感L3、第三电容C3、第一绕组和整流电路20串联连接。

具体的，各第一绕组L0与对应的第三电感L3和第三电容C3构成LLC电路，同样能够减小电路的开关损耗，能够提高能量的传输效率，显著降低噪声，另外当变压器T1的二次侧与一次侧均设置LLC电路时，可以实现由低压***02向高压***01反向充电。

基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括高压***、至少两个低压***和本实用新型任一实施例提供的降压电路，因此本实用新型实施例提供的车辆包括本实用新型任一实施例提供的降压电路的技术特征，能够达到本实用新型实施例提供的降压电路的有益效果，相同之处可参照上述对本实用新型实施例提供的降压电路的描述，在此不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种降压电路，其特征在于，包括：逆变电路、变压器、多个整流电路和多个稳压电路；

所述逆变电路的输入端与车辆的高压***电连接，所述逆变电路的输出端与所述变压器的一次侧电连接；

所述变压器的二次侧包括多个绕组，不同所述绕组具有不同的匝数；各所述绕组与各所述整流电路的输入端一一对应电连接；

各所述稳压电路的输入端与各所述整流电路的输出端一一对应电连接，各所述稳压电路的输入端与各低压***一一对应电连接。

2.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，各所述稳压电路均包括第一晶体管、第二晶体管、第一电感和第一电容；

所述第一晶体管的控制端和所述第二晶体管的控制端用于接收控制信号，所述第一晶体管的第一极与所述整流电路的输出端一一对应电连接，所述第一晶体管的第二极与所述第二晶体管的第一极、所述第一电感的第一端一一对应电连接，所述第二晶体管的第二极与所述第一电容的第一端一一对应电连接，各所述第一电感的第二端与所述第一电容的第二端一一对应电连接，所述第一电容的第二端与各所述低压***的正极端一一对应电连接，所述第一电容的第一端与各所述低压***的负极端一一对应电连接。

3.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，还包括：控制电路；

所述控制电路与所述逆变电路的控制端、各所述整流电路的控制端、以及各所述稳压电路的控制端电连接。

4.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，各所述整流电路均包括全桥整流电路或半桥整流电路。

5.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，多个所述整流电路包括至少一个第一整流电路和至少一个第二整流电路；

所述第一整流电路包括全桥整流电路；所述第二整流电路包括半桥整流电路。

6.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，还包括：滤波电路；

所述滤波电路电连接于所述高压***和所述逆变电路的输入端之间。

7.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，还包括：第二电感和第二电容；

所述第二电感、所述第二电容、所述逆变电路和所述变压器的一次侧线圈串联连接。

8.根据权利要求1所述的降压电路，其特征在于，多个所述绕组包括至少一个第一绕组；所述降压电路还包括与至少一个所述第一绕组一一对应的至少一个第三电感和与至少一个所述第一绕组一一对应的至少一个第三电容；

所述第三电感、所述第三电容、所述第一绕组和所述整流电路串联连接。

9.根据权利要求3所述的降压电路，其特征在于，还包括：通信电路；

所述控制电路通过所述通信电路与各所述低压***通信连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括高压***、至少两个低压***和权利要求1～9任一项所述的降压电路。

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