針對反向電池連接的保護系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開涉及連接到電動車輛中的電池的、針對反向電池連接的保護系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近來，環(huán)保型車輛，特別是電動車輛由于環(huán)境問題而受到關(guān)注。
[0003]車輛上的用于充電目的的一些電子部件，包括高壓電池、為高壓電池充電的車載充電器(OBC)、低壓電池、負載設(shè)備、低壓DC-DC轉(zhuǎn)換器(LDC)等。
[0004]LDC或OBC用于將高壓電池的電壓轉(zhuǎn)換成低壓以對低壓電池充電或傳輸電力至負載設(shè)備。
[0005]LDC使用這種電能對低壓電池充電并傳輸電力至負載設(shè)備。
[0006]在除電動車輛之外的傳統(tǒng)車輛中的各種電子部件都使用小功率電池來運行(例如，12V的電池)。
[0007]在這種電子部件的情況下，由于小功率電池的更換或操作錯誤，會發(fā)生反向連接，并且反向連接會導(dǎo)致電子部件與小功率電池之間的短路，從而損壞電子部件的電路。
[0008]通常，針對反向連接用的高壓保護二極管、瞬態(tài)電壓抑制器或熔絲被用于在小功率電池反向連接時保護電路。
[0009]具體地，通常采用如圖1a所示的二極管。這種二極管通過在小功率電池反向連接時阻止整個電路的電流來保護電路免于反向連接所導(dǎo)致的損壞。
[0010]然而，如圖1b所示，在電池以正常正向被連接的情況下，由于發(fā)生在針對反向連接的保護電路的二極管中的導(dǎo)電損失，會降低整個系統(tǒng)的電效率。
[0011]而且，在使用電動車輛的高容量輸出電子部件的情況下，在小功率電池反向連接時會在電子部件和二極管之間發(fā)生短路，從而會損壞電路。而且，在OBC或LDC的情況下，其輸出端子的電流流向小功率電池，二極管沿電流方向連接，并且針對反向連接的保護電路中的二極管沿與位于OBC或LDC的輸出端子處的二極管的方向相反的方向而連接。因此，采用二極管的反向連接保護電路不能被施加于作為高容量輸出電子部件的OBC或LDC。
[0012]隨著其大部分采用電能驅(qū)動的環(huán)保車輛由于環(huán)境問題而引起更多的關(guān)注，上述問題變得越來越重要。因此，有必要開發(fā)一種技術(shù)來防止電動車輛中的電池的反向連接或在電池被反向連接時保護電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]多個實施例提供了一種柵極驅(qū)動電路，用于防止電路由于LDC或OBC中的小功率電池的反向連接而損壞，該LDC或OBC是用于環(huán)保車輛或電動車輛中的高容量輸出電子設(shè)備，還提供了一種包括該柵極驅(qū)動電路的針對反向電池連接的保護系統(tǒng)，以及一種該保護系統(tǒng)的工作方法。
[0014]在一個實施例中，根據(jù)實施例的針對反向電池連接的保護系統(tǒng)包括:控制器，其構(gòu)造成使用第一 DC電壓輸出第一方波信號；變壓器，其構(gòu)造成輸出通過變換該第一方波信號所獲得的第二方波信號；整流器，其構(gòu)造成對該第二方波信號進行整流以輸出第二 DC電壓；以及晶體管，其構(gòu)造成使用該第二 DC電壓執(zhí)行針對電池反向連接的保護。
[0015]在下面的附圖和說明中提及了一個或多個實施例的細節(jié)。從該說明書和附圖以及從權(quán)利要求中，其他特征將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出包括二極管的針對反向電池連接的傳統(tǒng)保護系統(tǒng)的電路圖。
[0017]圖2是示出根據(jù)實施例的針對反向電池連接的保護系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖3是示出根據(jù)實施例的柵極驅(qū)動電路的電路圖。
[0019]圖4是示出根據(jù)實施例的柵極驅(qū)動電路中的每個端子的電壓的示意圖。
[0020]圖5是示出根據(jù)另一個實施例的柵極驅(qū)動電路中的每個端子的電壓的示意圖。
[0021]圖6是示出根據(jù)實施例的柵極驅(qū)動電路的工作方法的流程圖。
[0022]圖7是示出根據(jù)實施例的N-MOSFET的結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]根據(jù)第一實施例的針對反向電池連接的保護系統(tǒng)包括:控制器，其構(gòu)造成使用第一 DC電壓將包括第三方波信號和第四方波信號的第一方波信號輸出到變壓器的輸入端子；變壓器，其構(gòu)造成輸出通過變換第一方波信號所獲得的第二方波信號；整流器，其構(gòu)造成對第二方波信號進行整流以輸出第二 DC電壓；以及晶體管，其構(gòu)造成使用第二 DC電壓執(zhí)行針對電池反向連接的保護。
[0024]在另一個實施例中，第三方波信號的最大電壓可以是第一 DC電壓，第三方波信號的最小電壓可以是0V。
[0025]在又一個實施例中，第四方波信號可以相對于第三方波信號具有180度的相位差。
[0026]在又一個實施例中，第二方波信號的最大電壓可以是第一 DC電壓，第二方波信號的最小電壓可以約是0V。
[0027]在又一個實施例中，控制器可以包括具有時鐘和計數(shù)器的數(shù)字信號處理器(DSP)，其中第一至第四方波信號的方波可由該時鐘和計數(shù)器產(chǎn)生。
[0028]在又一實施例中，變壓器可以包括初級線圈和次級線圈，其中初級線圈的匝數(shù)以及次級線圈的匝數(shù)可以是可變的。
[0029]在又一實施例中，初級線圈的匝數(shù)以及次級線圈的匝數(shù)可以改變以施加預(yù)設(shè)的特定電壓作為第二 DC電壓。
[0030]在又一實施例中，該特定電壓可以約為15V。
[0031]根據(jù)第二實施例的針對反向電池連接的保護系統(tǒng)包括:控制器，其構(gòu)造成使用第一 DC電壓將包括第三方波信號和第四方波信號的第一方波信號輸出到變壓器的輸入端子；變壓器，其構(gòu)造成輸出通過變換第一方波信號所獲得的第二方波信號；整流器，其構(gòu)造成對第二方波信號進行整流以輸出第二DC電壓；柵極驅(qū)動單元，其構(gòu)造成將第二DC電壓輸出到晶體管的柵極部，并在電池被反向連接時阻止第二 DC電壓輸出到晶體管的柵極部，柵極驅(qū)動單元包括控制器、變壓器和整流器；以及晶體管，其構(gòu)造成在輸出的第二 DC電壓施加到柵極部時使連接到晶體管的兩個端子的電池和電子部件之間能夠?qū)?，并且在電池被反向連接時使連接到晶體管的兩個端子的電池和電子部件之間的電路斷開。
[0032]在另一個實施例中，第二方波信號和第三方波信號的最大電壓可以是第一 DC電壓，并且第二方波信號和第三方波信號的最小電壓可以約是0V。
[0033]在又一個實施例中，第四方波信號可以相對于第三方波信號具有180度的相位差。
[0034]在又一實施例中，變壓器可以包括初級線圈和次級線圈，其中初級線圈的匝數(shù)以及次級線圈的匝數(shù)可以是可變的。
[0035]在又一實施例中，初級線圈的匝數(shù)以及次級線圈的匝數(shù)可以改變以施加預(yù)設(shè)的特定電壓作為第二 DC電壓。
[0036]在又一實施例中，該特定電壓可以約為15V。
[0037]下面，將參照附圖詳細說明多個實施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于所提出的實施例，通過附加其他元件或修改或移除元件，可以容易的提出落入本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其他倒退發(fā)明或其他實施例。
[0038]相關(guān)公知技術(shù)的詳細說明將在此不提供，以避免不必要的模糊本公開的發(fā)明點。而且，在此使用的術(shù)語例如“第一”、“第二”等只是為了將一個元件與其他元件區(qū)分開。
[0039]在此采用的術(shù)語可以選自廣泛采用的常規(guī)術(shù)語。然而，一些術(shù)語是由申請人任意選擇的，并且必要時將詳細說明這些術(shù)語的含義。因此，應(yīng)該注意到，不應(yīng)該基于術(shù)語的字面意思而應(yīng)該基于其含義來理解本公開。
[0040]而且，當(dāng)元件被表示為“連接”或“聯(lián)接”到另一個元件時，其指的是直接連接或聯(lián)接到其他元件，但是也可以有中間元件存在它們之間，除非另外指出。
[0041]在此采用的術(shù)語“包括(include)”、“包括(including) ”、“具有(comprise) ”和 /或“具有(comprising) ”不排除存在不同于已經(jīng)提及的元件或步驟的元件或步驟。
[0042]下面，將結(jié)合附圖來詳細說明實施例。為了幫助本公開的理解，同樣的附圖標(biāo)記用于同樣的元件，而不管圖號。
[0043]圖2是示出根據(jù)實施例的針對反向電池連接的保護系統(tǒng)的框圖。
[0044]參見圖2，根據(jù)實施例的針對反向電池連接的保護系統(tǒng)包括供電單元100、控制器200、電容器300、