具有自动电源变换的供电管理的车载充电器.pdf

本发明提供了涉及具有自动电源变换的供电管理的车载充电器的供电系统和方法。该供电系统和方法用于给电动车辆或混合式电动车辆中的控制电路提供不间断低电压电力。变压器包括第一原边和第二原边，该第一原边被配置成接收来自车辆电池的低电压输入，该第二原边被配置成接收整流过的AC高电压输入。耦合到低电压输入的第一控制器可操作为：在无整流过的AC高电压输入时，使用来自低电压输入的能量，驱动第一切换设备调节低电压输出。可连接到整流过的AC高电压输入的第二控制器可操作为：使用来自整流过的AC高电压输入的能量，驱动第二切换设备调节低电压输出，并在存在或不存在整流过的AC高电压输入时，分别使用切换信号停用或激活第一控制器。

权利要求书
1.  一种用于给电动车辆或混合式电动车辆中的控制电路提供不间断 低电压电力的供电系统，所述系统包括：
变压器，所述变压器被配置成接收来自车辆电池的低电压输入和整流 过的AC高电压输入中的至少一个输入，并且将所述低电压输入和所述整 流过的AC高电压输入中的一个输入转换成低电压输出，以用于给所述控 制电路供电，所述变压器包括第一原边和第二原边，所述第一原边被配置 成接收来自所述车辆电池的低电压输入，所述第二原边被配置成接收所述 整流过的AC高电压输入；
第一控制器，所述第一控制器被耦合到所述低电压输入，以用于操作 与所述变压器的第一原边相关的第一切换设备，在不存在所述整流过的 AC高电压输入时，所述第一控制器可操作为使用来自所述低电压输入的 能量来驱动所述第一切换设备调节所述低电压输出；
第二控制器，所述第二控制器可连接到所述整流过的AC高电压输入， 以用于操作与所述变压器的第二原边相关的第二切换设备，当存在所述整 流过的AC高电压输入时，所述第二控制器可操作为：(a)使用来自所述 整流过的AC高电压输入的能量来驱动所述第二切换设备调节所述低电压 输出，以及(b)使用切换信号停用所述第一控制器；以及
光耦合器，所述光耦合器与所述第二控制器进行通信，以用于接收所 述切换信号并且将所述切换信号从所述第二原边穿过隔离边界传输到所 述第一原边上的所述第一控制器。

2.  如权利要求1所述的系统，还包括：
单稳态电路，所述单稳态电路被电气设置在所述光耦合器与所述第一 控制器之间，所述单稳态电路被配置成接收来自所述光耦合器的切换信 号，并且基于所述切换信号将输出传输到所述第一控制器。

3.  如权利要求2所述的系统，其中，所述单稳态电路是基于所述切 换信号具有两个状态中的一个状态的可重触发的单稳态数字电路，所述单 稳态电路的输出基于所述两个状态中的一个状态。

4.  如权利要求3所述的系统，其中，当来自所述第二控制器的、通 过所述光耦合器穿过所述隔离边界传输到所述单稳态电路的切换信号是 触发脉冲时，所述第一控制器被停用。

5.  如权利要求1所述的系统，其中，所述变压器是隔离的反激式变 压器。

6.  如权利要求5所述的系统，其中，所述第一控制器和所述第二控 制器每个都是反激式转换器控制器。

7.  如权利要求1所述的系统，其中，所述第一切换设备和所述第二 切换设备是MOSFET。

8.  如权利要求1所述的系统，其中，所述第二控制器具有小于所述 整流过的AC高电压输入的最小值的设定值，使得当不存在所述整流过的 AC高电压输入时，所述第二控制器被停用。

9.  一种用于给电动车辆或混合式电动车辆中的控制电路提供不间断 低电压电力的供电系统，所述系统包括：
变压器，所述变压器包括第一原边和第二原边，所述第一原边被配置 成接收来自车辆电池的低电压输入，所述第二原边被配置成接收整流过的 AC高电压输入；
第一控制器，所述第一控制器被耦合到所述低电压输入，并且所述第 一控制器可操作为在不存在所述整流过的AC高电压输入时，使用来自所 述低电压输入的能量来驱动第一切换设备调节低电压输出；以及
第二控制器，所述第二控制器可连接到所述整流过的AC高电压输入， 并且当存在所述整流过的AC高电压输入时，所述第二控制器可操作为： (a)使用来自所述整流过的AC高电压输入的能量来驱动第二切换设备调 节所述低电压输出，以及(b)使用切换信号停用所述第一控制器。

10.  如权利要求9所述的系统，还包括：
光耦合器，所述光耦合器与所述第二控制器进行通信，以用于接收所 述切换信号，并且将所述切换信号从所述第二原边穿过隔离边界传输到所 述第一原边上的所述第一控制器。

11.  如权利要求10所述的系统，还包括：
单稳态电路，所述单稳态电路被电气设置在所述光耦合器与所述第一 控制器之间，所述单稳态电路被配置成接收来自所述光耦合器的切换信 号，并且基于所述切换信号将输出传输到所述第一控制器。

12.  如权利要求11所述的系统，其中，所述单稳态电路是基于所述切 换信号具有两个状态中的一个状态的可重触发的单稳态数字电路，所述单 稳态电路的输出基于所述两个状态中的一个状态。

13.  如权利要求12所述的系统，其中，当来自所述第二控制器的、 通过所述光耦合器穿过所述隔离边界传输到所述单稳态电路的切换信号 是触发脉冲时，所述第一控制器被停用。

14.  如权利要求9所述的系统，其中，所述变压器是隔离的反激式变 压器。

15.  如权利要求14所述的系统，其中，所述第一控制器和所述第二 控制器每个都是反激式转换器控制器。

16.  如权利要求9所述的系统，其中，所述第一切换设备和所述第二 切换设备是MOSFET。

17.  如权利要求9所述的系统，其中，所述第二控制器具有小于所述 整流过的AC高电压输入的最小值的设定值，使得当不存在所述整流过的 AC高电压输入时，所述第二控制器被停用。

18.  一种用于给电动车辆或混合式电动车辆中的控制电路提供不间断 低电压电力的方法，所述方法包括：
在变压器的第一原边处，接收来自车辆电池的低电压输入；
将所述低电压输入转换成低电压输出，以用于给所述控制电路供电；
在所述变压器的第二原边处，接收整流过的AC高电压输入；
当存在所述整流过的AC高电压输入时，将所述整流过的AC高电压 输入转换成所述低电压输出，以用于给所述控制电路供电；以及
停用所述变压器的第一原边，使得所述变压器停止将所述低电压输入 转换成低电压输出。

19.  如权利要求18所述的方法，还包括：
激活第一控制器，以在不存在所述整流过的AC高电压输入时，使用 来自所述低电压输入的能量来驱动第一切换设备调节所述低电压输出。

20.  如权利要求19所述的方法，其中，停用所述变压器的第一原边 使得所述变压器停止将所述低电压输入转换成所述低电压输出，包括：
当存在所述整流过的AC高电压输入时，将切换信号从第二控制器穿 过隔离边界传输到所述第一控制器，所述第二控制器可连接到所述整流过 的AC高电压输入，以用于运行与所述变压器的第二原边相关的第二切换 设备；以及
响应于所述切换信号停用所述第一控制器，使得所述第一控制器停止 驱动所述第一切换设备。

说明书具有自动电源变换的供电管理的车载充电器
相关申请的交叉引用
本申请是2013年9月26日提交的、序列号61/882,933的非临时美国 申请，在此其公开内容通过引用整个地并入本文。
技术领域
本公开内容是涉及电动车辆或混合式电动车辆中使用的用于给控制 电路提供不间断低电压电力的双源供电管理系统和方法，并且特别涉及在 应用AC电压到充电器时或从充电器移除AC电压时具有自动电源变换的 车载电池充电器的供电管理。
背景技术
如汽车业内所熟知的，电动车辆(EV)和混合式电动车辆(HEV)可 以配备有一个或多个高电压电池以用于给车辆动力传动系统提供电力。这 样的电池在消耗之后需要定期再充电，这可以通过将车辆连接到高电压 AC电源线来完成，该高电压AC电源线可能是120伏或240伏的AC，其 由公用电网供电。这种连接可以利用被配置为与车辆车载电池充电器 (OBC)接口的合适的车辆连接器。OBC将电网AC电力转换成适当的 DC电力以给高电压电池充电。为了实施基本电力转换，所有的电路组件 需要由在每一个分离的地区中的单个的电源来提供电力。这是由供电管理 (HKPS，Housekeeping Power Supply)来实现的。
电动车辆和混合式电动车辆也可以包括低电压电池，如12V的DC电 池，以用于给低电压的车辆电气系统和电路提供电力。当车辆连接到AC 电源线时，EV或HEV的这些电气系统和/或电路的部分或全部可以从高电 压电源得到供应的能量。在此情况下，这样的电源几乎是无限的，且这样 的布置将有助于维持车辆的12伏DC电池的充电量和/或延长车辆的12伏 DC电池的寿命。在车辆没有连接到AC电源线的情况下，某种中央控制 电路可以从车辆的12伏DC电池获得足够的电力供应，以实施各种诊断功 能和/或允许对控制电路进行重新编程，诸如刷新软件更新。
这样的布置一般需要两个反激式变压器来单独地来调节AC电源和12 伏的电池电源。这两个变压器永远不会在相同的时间进行运行，这导致对 材料和印刷电路板(PCB)空间的低效的使用。此外，需要在AC电源和 车辆的12伏DC电池之间进行无缝切换，该无缝切换取决于是否存在车辆 到高电压的AC电源线的连接。这样的切换可以通过使用辅助反激式转换 器来将12伏的DC转换成类似最小电压电平下的AC电源来实现。当AC 电源线接通时，反激式转换器的反馈将饱和且转换器将进入低功率模式。 一旦AC电源被移除，反馈将脱离饱和而转换器将恢复其正常的运行模式。 这种辅助反激式转换器的使用是笨重的且昂贵的、低效率的，因为所有部 件都在运行，并且还是低可靠性的，这是因为所述辅助反激式转换器两侧 被接在一起，导致可能引起过高电压的潜在故障。其他的解决方案包括具 有共享的输出端的两个分离的反激式转换器。利用系统微控制器以检测 AC电源的状态，从而启动/禁止两个转换器中的一个。然而，微控制器时 序变得关键且在大多数情况下不能满足无缝变换的需求。
发明内容
本公开内容中的一个或多个实施例针对供电系统，该供电系统用于提 供不间断低电压电力以控制电动车辆或混合式电动车辆中的电路。该系统 可以包括变压器，所述变压器被配置成接收来自车辆电池的低电压输入和 整流过的AC高电压输入中的至少一个，并且将低电压输入和整流过的AC 高电压输入中的一个转换成低电压输出，以用于给控制电路供电。变压器 可包括第一原边和第二原边，所述第一原边被配置成接收来自车辆电池的 低电压输入，所述第二原边被配置成接收整流过的AC高电压输入。所述 系统还包括第一控制器，所述第一控制器被耦合到低电压输入，以用于运 行与变压器的第一原边相关的第一切换设备。第一控制器可以可操作为在 不存在整流过的AC高电压输入时使用来自低电压输入的能量驱动第一切 换设备调节低电压输出。所述系统还可包括第二控制器，所述第二控制器 可连接到整流过的AC高电压输入，以用于运行与变压器的第二原边相关 的第二切换设备。当整流过的AC高电压输入存在时，第二控制器可以可 操作为使用来自整流过的AC高电压输入的能量驱动第二切换设备调节低 电压输出并使用切换信号停用第一控制器。光耦合器可以被提供来与第二 控制器通信，以用于接收切换信号并且将切换信号从第二原边穿过隔离边 界传输到第一原边上的第一控制器。
所述系统还可包括单稳态电路，所述单稳态电路被电气设置在光耦合 器和第一控制器之间。单稳态电路可以被配置成接收来自光耦合器的切换 信号并且基于切换信号将输出传输到第一控制器。单稳态电路可以是可重 触发的单稳态数字电路，该可重触发的单稳态数字电路基于切换信号具有 两个状态中的一个状态。单稳态电路的输出基于所述两个状态中的一个状 态。当由光耦合器穿过隔离边界传输到单稳态电路的来自第二控制器的切 换信号是触发脉冲时，第一控制器可以被停用。
变压器可以是隔离的反激式变压器。此外，第一控制器和第二控制器 每一个都可以是反激式转换器控制器。第一切换设备和第二切换设备 (switching device)可以是MOSFET。此外，第二控制器可以具有小于整 流过的AC高电压输入的最小值的设定值，使得当不存在整流过的AC高 电压输入时，第二控制器被停用。
本公开内容的一个或多个其他的实施例还涉及供电系统，该供电系统 用于提供不间断低电压电力给电动车辆或混合式电动车辆中的控制电路。 该系统可包括变压器，该变压器具有第一原边和第二原边，所述第一原边 被配置成接收来自车辆电池的低电压输入，所述第二原边被配置成接收整 流过的AC高电压输入。所述系统还可包括第一控制器，所述第一控制器 被耦合到低电压输入。第一控制器可以可操作为在无整流过的AC高电压 输入时，使用来自低电压输入的能量来驱动第一切换设备调节低电压输 出。所述系统还可包括第二控制器，所述第二控制器可连接到整流过的AC 高电压输入。当存在整流过的AC高电压输入时，第二控制器可以可操作 为使用来自整流过的AC高电压输入的能量来驱动第二切换设备调节低电 压输出，并且使用切换信号停用第一控制器。
所述系统还可包括光耦合器，所述光耦合器与第二控制器通信，以用 于接收切换信号并且将来自第二原边的切换信号穿过隔离边界传输到第 一原边上的第一控制器。此外，单稳态电路可以被电气设置在光耦合器与 第一控制器之间。单稳态电路可以被配置成接收来自光耦合器的切换信号 并且基于切换信号将输出传输到第一控制器。单稳态电路可以是可重触发 的单稳态数字电路，该可重触发的单稳态数字电路基于切换信号具有两个 状态中的一个。单稳态电路的输出基于所述两个状态中的一个。当由光耦 合器穿过隔离边界传输到单稳态电路的来自第二控制器的切换信号是触 发脉冲时，第一控制器可以被停用。
变压器可以是隔离的反激式变压器。此外，第一控制器和第二控制器 每一个都可以是反激式转换器控制器。第一切换设备和第二切换设备可以 是MOSFET。此外，第二控制器可以具有小于整流过的AC高电压输入的 最小值的设定值，使得当不存在整流过的AC高电压输入时，第二控制器 被停用。
本公开内容的又一个或多个其他的实施例涉及一种方法，该方法用于 提供不间断低电压电力给电动车辆或混合式电动车辆中的控制电路。该方 法可包括接收来自变压器的第一原边处的车辆电池的低电压输入，以及将 该低电压输入转换成低电压输出，以用于给控制电路提供电力。该方法还 可以包括接收来自变压器的第二原边处的整流过的AC高电压输入，在存 在整流过的AC高电压输入时，将整流过的AC高电压输入转换成低电压 输出，以用于给控制电路提供电力，以及停用变压器的第一原边，使变压 器停止将低电压输入转换成低电压输出。
该方法还可以包括激活第一控制器，以在不存在整流过的AC高电压 输入时，使用来自低电压输入的能量来驱动第一切换设备调节低电压输 出。另外，停用变压器的第一原边，使得变压器停止将低电压输入转换成 低电压输出，可包括当存在整流过的AC高电压输入时，将来自第二控制 器的切换信号穿过隔离边界传输到第一控制器，以及响应于切换信号停用 第一控制器使得其停止驱动第一切换设备。第二控制器可以是可连接到整 流过的AC高电压输入的，以用于运行与变压器的第二原边相关的第二切 换设备。
附图说明
图1是根据本公开内容的一个或多个实施例的电动车辆或混合式电动 车辆的简化的、示例性的系统示意图，该电动车辆或混合式电动车辆包括 具有供电管理系统的车载电池充电器；
图2是根据本公开内容的一个或多个实施例的示例性的供电管理系统 的示意图，该供电管理系统用于电动车辆或混合式电动车辆；
图3是根据本公开内容的一个或多个实施例的图2中的供电管理系统 处于低电压(LV)模式下的示意图；
图4是根据本公开内容的一个或多个实施例的图2中的供电管理系统 处于AC模式下的示意图；
图5是根据本公开内容的一个或多个实施例的、显示单稳态电路的输 入信号和输出信号的简化的、示例性的时序图，该时序图用于说明从AC 模式到LV模式的变换；以及
图6是根据本公开内容的一个或多个实施例的方法的示例性的、简化 的流程图，该方法用于提供不间断低电压电力给电动车辆或混合式电动车 辆中的控制电路。
具体实施方式
在以下详细的描述中，对附图进行了参考，该附图构成了说明书的一 部分。在附图中，除非文中另有指示，否则一般相似的符号标识相似的组 件。在详细的说明书和附图中所描述的说明性的实施例并非旨在是限制性 的。其他的实施例可以被使用，且可以进行其他的更改，这并不脱离本文 所呈现的主题的精神或范围。将容易理解的是，如本文通常所描述的和附 图中所说明的，本公开内容的各个方面可以以各种不同的配置进行布置、 替换、组合和设计，所有这些都明确在考虑之内且作为本公开内容的一部 分。
参照附图1-4，将描述一种供电系统和一种方法，该供电系统用于在 电动车辆或电动混合式车辆中使用以便给车辆中的控制电路提供不间断 低电压电力，该方法用于给电动车辆或混合式电动车辆中的控制电路提供 不间断低电压电力。为了说明的方便和便于理解，对于所有的附图中的相 似的组件和特征，本文可以使用相似的参考数字来标记。
如前所述，用于给车辆动力传动系统供电的EV高电压电池和HEV高 电压电池在消耗之后需要定期再充电。这种再充电可以通过将车辆连接到 高电压AC电源线来完成，该高电压AC电源线可以是120伏AC或240 伏AC，其是通过使用被配置为与车辆的车载电池充电器(OBC)接口的 合适的车辆连接器由公用电网来供电的。
又如所讨论的，诸如12伏DC电池的EV低电压电池和HEV低电压 电池可以提供电力给低电压车辆电气系统和电路。这些EV或HEV电气系 统和/或电路中的部分或全部可以在车辆被连接到高电压AC电源线时，由 来自高电压电源的供电系统来供电。在该情况下，电源几乎是无限制的且 这种布置将有助于维持车辆12伏DC电池的充电量和/或延长车辆12伏 DC电池的寿命。在车辆不连接到高电压AC电源线的情况下，某种中央 控制电路可以由供电系统提供来自车辆12伏的DC电池的足够的电力，以 实施对该控制电路的各种诊断和/或允许对该控制电路进行重新编程。
然而，这种布置需要在高电压电源与车辆12伏的DC电池之间进行切 换，所述切换取决于车辆有没有连接到高电压AC电源线。所述切换可以 使用上述方法中的一个来完成，但是这种现有方法增加了EV或HEV的体 积和成本，且增添了电路、组件和/或系统故障的可能性。
因而存在对可以被实施为车辆的车载充电器(OBC)的一部分的供电 系统和方法的需要，以用于给EV或HEV中的控制电路提供不间断低电压 电力。这样的系统和方法将在存在高电压电源时将来自高电压电源的低电 压电力提供给控制电路，并且当不存在高电压电源时，将提供来自低电压 车辆电池的这种低电压电力。这样的系统和方法还将提供健壮的、快速的 且可靠的操作，且不使用多个变压器和额外的基于微控制器的监控电路。
一般而言，根据本文所公开的实施例，车辆OBC可以配备有供电系 统，该供电系统接受来自两个电源的能量，即，来自高电压AC电源的整 流过的高电压AC输入和来自车辆低电压电池的低电压输入。该供电系统 和方法可以提供不间断电力，使得即使在仅应用了来自车辆低电压电池的 低电压输入时，可能与车辆OBC相关的控制电路也可以被重新编程并且 实施诊断功能和通信功能。除此之外，该供电系统和方法可以在高电压电 源可用时将来自高电压电源的电力提供给这种控制电路。高电压AC电源 和车辆低电压电池之间的变换可以自动地、无缝地且可靠地发生。该供电 系统和方法可以被称之为供电管理。
现在参照附图1，其示出了电动车辆或混合式电动车辆10的简化的、 示例性的系统示意图，该系统包括车载电池充电器(OBC)12。车辆10 可包括将充电电缆连接器16连接到车辆配线18的充电口14。充电电缆连 接器16可以延伸自外部供电20以用于将来自AC电源线的电能提供给车 辆。车辆配线18可连接到OBC 12。进而，OBC 12可以连接到一个或多 个能量存储设备，诸如高电压电池22和低电压电池24，以用于通过给能 量存储设备充电来存储电能。OBC 12可以便于对车辆侧的能量存储设备 (特别是高电压电池22)进行充电的过程，并对该过程进行管理。OBC 12 可以包括供电管理系统26，以用于给车辆10中的控制电路28提供不间断 低电压电力。
现在参照图2，其示出了一种用在电动车辆或混合式电动车辆中的示 例性的供电管理系统26的简化的示意图。在这方面，如前所述，供电管 理系统26被配置成给车辆10中的控制电路28提供不间断低电压电力。
如附图2中所示，供电管理系统26可以是具有自动电源变换的双源 供电。在第一模式中，供电管理系统26可以接受来自大容量电源(V大容量) 30的、整流过的AC高电压输入32的形式的电力。在这方面，大容量电 源30可以包括整流器，且可以通过整流从AC电源线(未示出)接收到的 AC高电压输入来产生整流过的AC高电压输入32。在第二模式中，供电 管理系统26可以接受来自车辆低电压电池(V电池，诸如12伏的DC电池) 24的低电压电池输入34的电力。
这两个输入源V大容量和V电池可以共享同一个变压器36，该变压器36 用于将整流过的AC高电压输入32或低电压电池输入34转换成低电压输 出38，该低电压输出38可以是用于给控制电路(未示出)供电的5伏的 DC输出。更具体地，在整流过的AC高电压输入32被应用到OBC 12时， 低电压输出38可以由变压器36从整流过的AC高电压输入32产生。可选 地，当不存在整流过的AC高电压输入32时，低电压输出38可以由变压 器36从低电压电池输入34产生。根据一个或多个实施例，变压器36可 以是隔离的反激式变压器，且可以至少包括与第一原边42相关联的第一 原绕组40和与第二原边46相关联的第二原绕组44。
供电管理系统26可以配备有一对反激式转换器控制器48a、48b(模 拟的或数字的)和光耦合器50。当AC高电压输入32被应用到OBC 12 时，控制器B(48b)可以是可操作的，而当不存在输入到OBC 12的AC 高电压输入32时，控制器A(48a)可以是可操作的。控制器A可以驱动 对应的切换设备52a(诸如MOSFET S1)。类似地，控制器B可以驱动其 自身的切换设备52b(诸如MOSFET S2)。光耦合器50可以与控制器B通 信，以用于将切换信号53从控制器B穿过变压器的隔离边界55传输到单 稳态电路54。单稳态电路54可以是具有两个状态的可重触发的单稳态数 字电路。正如本领域所熟知的，其中的一个状态是稳定的，而另一个状态 是不稳定的(或瞬态的)。触发脉冲可以引起单稳态电路54进入不稳定状 态。通常，在进入不稳定状态之后，电路将在设定时间之后回到稳定状态。 然而，只要触发脉冲重复，单稳态电路54就将保留在不稳定状态中。单 稳态电路54的输出57可以通过控制器A接收。
以这种方式，控制器B可以被提供与大容量电源30(即，整流过的 AC高电压输入32)的输出进行通信，且可以被设计具有小于整流过的AC 高电压输入32的最小值的设定值。从而，在OBC 12的输入端不存在整流 过的AC高电压输入32的情况下，控制器B可以是可操作的。当不存在 整流过的AC高电压输入32时，供电管理系统26可以以低电压(LV)模 式运行，使得来自低电压电池(V电池)24的能量在低电压电池输入端34 处被接受。
如图3中所说明的，在LV模式中，控制器B不可以如前所述的是可 操作的。从而，在稳态运行期间，MOSFET S2并不可以切换(如，维持断 开)且可以从大容量电源(V大容量)30汲取最小的电力。此外，控制器B 到光耦合器50的输出，即切换信号53可以维持低信号。到光耦合器50 的低信号输入可以被穿过隔离边界55传输到单稳态电路54。在稳态运行 期间，到单稳态电路54的输入可以维持恒定(如，低信号)。这可以将单 稳态电路54维持在稳态状态中，使得来自单稳态电路54的输出也可以是 低信号。来自单稳态电路54的低信号输出可以通过控制器A(48a)接收。 从而，控制器A可以是可操作的，且可以利用脉宽调制(PWM)信号控 制MOSFET S1以调节变压器36的低电压输出38。
当整流过的AC高电压输出32被应用到OBC 12时，供电管理系统26 能以AC模式运行，这正如图4所示。在AC模式中，来自大容量电源30 的输出可以高于高电压设定值，从而激活控制器B。当控制器B是可操作 的时，其可以输出PWM信号来驱动MOSFET S2的导通和断开以用于调节 来自变压器36的低电压输出38。同时，来自控制器B的PWM驱动信号 可以运行为切换信号53且可以通过光耦合器50穿过隔离边界55传送到 单稳态电路54。单稳态电路54接收到的PWM信号可能触发瞬时状态。 因此，单稳态电路54的输出可以是高信号，进而，其可以禁止控制器A 的运行。当控制器A是不可操作的时，其到MOSFET S1的输出可能是低 信号，使得MOSFET S1没有进行切换。用这种方式，没有从车辆低电压电 池(V电池)24汲取电力，从而保持其充电量。
以这种方式，该供电管理系统26和方法可以具有在两种电源下运行 的能力，以及具有优先选择使用哪种电源(即，整流过的高电压AC输入 32)的能力。该供电管理系统26和方法还可以在主电源(即，整流过的 高电压AC输入32)可用时，从次电源(即，低电压电池输入34)汲取非 常低的电流。
附图5是根据本公开内容的一个或多个实施例的模式变换的简化的、 示例性的时序图56。模式变换可以涉及当整流过的AC高电压输入32存 在或不存在时，电源从低电压电池输入34(LV模式)切换到大容量电源 (AC模式)，或反之亦然。根据本公开内容的一个或多个实施例，当模式 变换发生时，供电管理系统26的低电压输出38可以被中断。
如前所述，在LV模式中，控制器B可以被关闭，从而，可能并不生 成PWM信号。因此，到单稳态电路54的输出57可以保持低信号。一旦 整流过的AC高电压输入32被应用到OBC 12，控制器B就可以被激活以 输出PWM驱动信号。同时，PWM驱动信号可以通过光耦合器50被传送 到单稳态电路54。从而，单稳态电路54的输出57可翻转到高信号且禁止 控制器A的运行。根据一个或多个实施例，模式变换过程可以耗费少于一 个切换周期。一旦完成模式变换，供电管理系统26就可以运行在AC模式 中。
在AC模式中，通过光耦合器50被传送到单稳态电路54的输入的 PWM信号可以维持具有最小占空比的正常的脉冲周期。从而，单稳态电 路输出57可以维持高信号。在整流过的AC高电压输入32被关闭后或以 其他方式从OBC 12移除后，控制器B可以停止运行且其PWM输出可以 关闭。如在时序图56中所示，在没有其他脉冲进入的TW(如，大约1.1-1.5 倍的输入周期TS)之后，单稳态电路输出57可以翻转到激活控制器A的 低信号。一旦完成了这种模式变换，供电管理系统26就可以运行在LV模 式中。
那么，显而易见的是，当由于EV或HEV连接到高电压AC电源线而 由大容量电源30产生整流过的AC高电压输入32时，控制器电路28可以 经供电管理系统26从大容量电源30被提供电力。可选地，在车辆10到 高电压AC电源线的连接不存在时，控制电路28仍然可以经供电管理系统 26从车辆低电压电池24被提供电力。
这样，供电管理系统26可提供不间断低电压电力给控制电路28，而 不管车辆10是否被连接到高电压AC电源线。以这种方式，即使车辆没有 连接到高电压AC电源线，充足的电力也仍然可以经供电管理系统26被提 供给控制电路28，以用于控制电路28实施各种诊断操作或允许对控制电 路进行重新编程或刷新。
回头参照附图2-4，应该注意的是，用于给控制电路28供电的低电压 输出端38可以包括多个分离的低电压输出端，以用于给作为控制电路的 一部分的多个控制器(未示出)供电。例如，一个低电压输出端38(PBias) 可以经连接器(未示出)被提供用于给用在主要控制操作中的控制器(未 示出)充电。类似地，其他的低电压输出38端(LVBias)可以经其他的 连接器被提供用于给用在低电压控制操作中的控制器(未示出)供电。还 有另一个低电压输出端38(HVBias)可以经由又一个其他的连接器被提供 用于给用在高电压控制操作中的控制器(未示出)供电。
现在参照图6，其示出了方法(100)的示例性的、简化的流程图，该 方法(100)用于提供不间断低电压电力给电动车辆或混合式电动车辆中 的控制电路。如其中所看到的，并且继续参照附图2-4，方法(100)可以 包括接收来自车辆低电压电池24的低电压输入34(102)，运行第一控制 器48a(如，控制器A)以输出第一PWM信号，以用于驱动变压器36的 第一原边42(104)，以及响应于第一PWM信号使用变压器36来将车辆 电池低电压输入34转换成一个或多个分离的低电压输出38(106)。如前 所述，变压器36可以是隔离的反激式变压器，该隔离的反激式变压器至 少具有与第一原边42相关联的第一原绕组40和与第二原边46相关联的 第二原绕组44。此外，第一控制器48a可以驱动第一原边42以使用第一 切换设备52a(如，MOSFET S1)来调节低电压输出38。
方法(100)还可包括接收整流过的AC高电压输入32(108)和激活 第二控制器48b(如控制器B)以输出第二PWM信号，以便响应整流过 的AC高电压输入32驱动同一个变压器36的第二原边46(110)。方法(100) 还可包括，响应于第二PWM信号，使用变压器36，将整流过的AC高电 压输入32转换成一个或多个分离的低电压输出38(112)，以及将来自第 二原边46的第二PWM信号穿过隔离边界传输到第一原边42以禁止第一 控制器48a(114)。如前所述，第二控制器48b可以使用第二切换设备52b (如，MOSFET S2)驱动第二原边46来调节低电压输出38。第二PWM 信号可通过光耦合器50穿过隔离边界传输。此外，单稳态电路54可以被 提供为与光耦合器50和第一控制器48a进行通信。以这种方式，单稳态电 路54可以接收来自光耦合器50的第二PWM信号，进而，第二PWM信 号可以触发单稳态电路54促使其输出变为高信号。单稳态电路54的高信 号输出可以禁止第一控制器48a，使得其不可操作。从而，第一控制器48a 可以终止输出用于驱动变压器36的第一原边42的第一PWM信号。因而， 除非大容量电源30被移除，否则不可从车辆低电压电池24汲取电力。
还应当注意的是，方法(100)的步骤可以以不同于本文所说明的和 描述的顺序进行实施，本文所说明的和描述的顺序，同时包括一个或多个 步骤的执行，仅仅是示例性的。
根据前述描述，明显的是，公开了用于给EV或HEV中的控制电路 提供不间断低电压电力的供电管理系统和方法。该系统和方法可以是从高 电压电源和低电压车辆电池接受能量的双电源。该系统和方法可以在高电 压电源存在时，例如，经由EV或HEV到高电压AC电源线的连接，给控 制电路提供来自高电压电源的低电压电力，以及在不存在高电压电源时， 提供来自低电压车辆电池的这种低电压电力。可以被实施为车辆OBC的 一部分的该系统和方法，其可以快速地且自动地在高电压电源和低电压车 辆电池之间进行切换，而不使用多个、笨重的变压器，且具有最小数量的 组件以降低成本和提高可靠性。
虽然以上描述了示例性的实施例，但是这并不能认为这些实施例描述 了本发明的所有可能的形式。相反的是，本说明书中所使用的词语是描述 性的词语而不是限制性的，且要理解的是，可以进行各种变化，而这并不 脱离本文所呈现的主题的精神和范围。另外，多个被实施的实施例的各种 特征可以进行结合以形成本公开内容的其他的实施例。