[发明专利]一种用于保护DC/DC转换器的电气系统和方法

说明书

本发明的目的在于一种电气系统，所述电气系统能够将直流电压转换为另一直流电压，包括：一谐振DC‑DC转换器(1)，包括一谐振LLC转换器电路，一控制单元(TN)，包括：一第一模块(TN1)，用于根据输出电流(Is)的测量值确定rms谐振电流值(Ir_RMS)，一第二模块(TN2)，使用rms谐振电流值(Ir_RMS)，确定每个谐振电容器(Cr/2)的端子处的电压的最大值(Vr_max)和每个谐振电容器(Cr/2)的端子处的电压的最小值(Vr_min)，一比较模块(TNC)，一断开元件(UP)，其被配置为在过载时使所述谐振DC‑DC转换器(1)停止运行。

技术领域

本发明涉及向电气设备和/或电子设备供电的系统的领域，尤其涉及安装在机动车辆中，特别是安装在电动或混合动力车辆中的此类系统。本发明尤其涉及DC-DC转换器领域，即电气系统，这种电气系统可以将直流输入电压转换成低于或高于上述输入电压的直流输出电压。

已知电动或混合动力车辆包括：一电动机系统，通过高压车载电网使用高压动力电池对该电动机系统供电；和各种辅助电气设备，通过低压车载电网使用低压动力电池对所述各种辅助电气设备进行供电。

背景技术

图1表示现有技术的车载电气系统的功能方框图。由此，HV高压动力电池实现了向电动机系统ENG供应能量的功能，从而推动车辆行进。LV低压动力电池为辅助电气设备AUX，例如车载计算机、电动窗电机、多媒体系统等供电。HV高压动力电池通常提供100V至900V，优选100V至500V的电压，而LV低压动力电池通常提供约12V、24V或48V的电压。这两个高压和低压动力电池(即HV和LV)必须能够进行充电。

以已知的方式，即将HV高压动力电池连接到外部电网，例如G1家用AC电网，通过车辆的充电器对HV高压动力电池进行充电。最后，再次参考图1，以已知的方式，即通过HV高压动力电池对LV高压动力电池进行充电。为此，所述系统包括DC-DC转换器。

充电器通常包括一个绝缘的DC-DC转换器。如图2所示，已知谐振LLC转换器，其包括两个谐振电容器C3、C4，一个谐振线圈L1和一个变压器。如果电路的输出功率增加，则变压器的谐振电流也会随之增加，最终，每个谐振电容器C3、C4的端子处的电压Vr的幅度增加。当电压幅度变化Vr太大时，谐振电容器C3和C4以及电路的输出端会出现过载。

以已知的方式，参考图3，为了防止过载对电路造成损害，必须通过限制谐振电容器C3和C4的端子处的电压来保护谐振电容器C3和C4。为此，第一个解决方案包括放置“超快”二极管，该“超快”二极管指的是与谐振电容器C3和C4并联，以目前非常高的频率(如当前情况下，超过275kHz的频率)进行开关的二极管。因此，当电压Vr为正时，二极管断开，但是当电压Vr为负时，二极管接通，并使电容器短路。这修改了电路的结构，因此该电路不再为LLC电路，并且不再作为一个电路工作，从而防止谐振电容器C3和C4出现过载。

该解决方案具有以下缺点：特别是这些“超快”二极管成本高，同时要牢记每个电路需要两个这样的二极管。另外，两个“超快”二极管不能同时短路。最后，二极管的短路阈值电压是不可调节的，因为它是二极管固有的。

为了减轻这些缺点，本发明提出一种电气系统，该电气系统被配置为使用基于电流测量来检测谐振电容器的过载的方法。

发明内容

更具体地，本发明涉及一种电气系统，所述电气系统可以将直流电压转换为另一直流电压，包括：

·一谐振DC-DC转换器，包括一谐振LLC转换器，该谐振LLC转换器具有一谐振电感器、两个谐振电容器和一变压器，

·一个控制单元，包括：

一第一模块，用于确定在称为“评估周期”的时间段内谐振DC-DC转换器的输出电流的平均值；一第二模块，使用输出电流的平均值，确定评估周期内的每个谐振电容器的端子处的电压的最大值和每个谐振电容器的端子处的电压的最小值，