車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器

車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器的寫(xiě)法

車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器介紹

車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器(又換電源逆變器、PowerInverter)是一種能夠?qū)C12V或DC24V或DC36V或DC48V直流電轉(zhuǎn)換為和市電相同的AC220V或AC110V交流電，供一般電器使用，是一種方便的車(chē)用電源轉(zhuǎn)換器。車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器在國(guó)外市場(chǎng)受到普遍歡迎。在國(guó)外因汽車(chē)的普及率較高，外出工作或外出旅游即可用車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器連接蓄電池帶動(dòng)電器及各種工具工作。中國(guó)進(jìn)入WTO后，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)私人交通工具越來(lái)越多，因此，車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器作為在移動(dòng)中使用的直流變交流的轉(zhuǎn)換器，會(huì)給你的生活帶來(lái)很多的方便，是一種常備的車(chē)用汽車(chē)電子裝具用品。通過(guò)車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器點(diǎn)煙器輸出的可以是75W、100W、150W、3000W直到3000W等功率規(guī)格的。300W以上功率車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器要通過(guò)連接線(xiàn)接到電瓶上。把家用電器連接到車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器的輸出端就能在汽車(chē)內(nèi)使用各種電器象在家里使用一樣方便?？墒褂玫碾娖饔校菏謾C(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼攝像機(jī)、照像機(jī)、照明燈、電動(dòng)剃須刀、CD機(jī)、游戲機(jī)、掌上電腦、電動(dòng)工具、車(chē)載冰箱及各種旅游、野營(yíng)、醫(yī)療急救電器等。

使用知識(shí)

先要選擇的正規(guī)的工廠(chǎng)生產(chǎn)或經(jīng)銷(xiāo)代理的車(chē)載逆變器產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)有些用戶(hù)為圖方便將一些DC直流電器如：手機(jī)充電器、筆記本電腦等在車(chē)上不使用自身配的220V電源而配上簡(jiǎn)易轉(zhuǎn)接器直接插到點(diǎn)煙器上，這樣是不對(duì)的，汽車(chē)的電瓶電壓不穩(wěn)，直接取電可能會(huì)燒毀電器很不安全而且會(huì)大大影響電器使用壽命，因?yàn)樵瓘S(chǎng)家供應(yīng)的220V電源是廠(chǎng)家專(zhuān)為其電器設(shè)計(jì)的，有極好的穩(wěn)定性。

另外，在購(gòu)買(mǎi)時(shí)要查看車(chē)載逆變器是否有各種保護(hù)功能，這樣才能保證電瓶和外接電器的安全。還要注意車(chē)用逆變器的波形，方波的轉(zhuǎn)換器會(huì)造成供電不穩(wěn)定，可能損傷所使用的電器，所以選正弦波或修正正弦波形的型的車(chē)載逆變器。

車(chē)載逆變器使用注意

1.拔下連續(xù)使用中的電器插頭時(shí)，務(wù)必先確認(rèn)使用電器的開(kāi)關(guān)是否已撥在”關(guān)”上，然后再拔掉電源插頭。并拔下車(chē)載逆變器。

2.更換車(chē)載逆變器的保險(xiǎn)絲時(shí)請(qǐng)務(wù)必使用同一型號(hào)、規(guī)格的保險(xiǎn)絲，使用指定規(guī)格以外的保險(xiǎn)絲或金屬絲會(huì)引起異常過(guò)熱和火災(zāi)。

3.請(qǐng)及時(shí)清理車(chē)用逆變器插頭處臟物，以免引起轉(zhuǎn)換器接觸不良或異常過(guò)熱。

4.使用后或不使用車(chē)載逆變器時(shí)，請(qǐng)從雪茄頭插座上拔下本品并妥善保管。請(qǐng)嚴(yán)格遵守使用電器上的注意事項(xiàng)使用本品。

CRT系統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)

目前世界各國(guó)正在研究48VDC汽車(chē)用電源系統(tǒng)，歐共體計(jì)劃從2008年開(kāi)始采用48VDC電源系統(tǒng)。如何在48VDC電源系統(tǒng)下兼容12VDC電子設(shè)備成為了一個(gè)課題。通過(guò)線(xiàn)性穩(wěn)壓電源實(shí)現(xiàn)48VDC/12VDC的轉(zhuǎn)換會(huì)產(chǎn)生很大的功率損耗，缺點(diǎn)明顯。

本文提出了一種具有過(guò)載和短路保護(hù)的車(chē)載電源系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)方案。該方案采用單端反激式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)48VDC/12VDC的轉(zhuǎn)換，輸出電壓穩(wěn)定，波紋小，不間斷，性能可靠且電源損耗小。

UC3842的保護(hù)電路設(shè)計(jì)

1、UC3842的典型應(yīng)用

UC3842是高性能的單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制（PWM）芯片，其典型應(yīng)用電路如圖1所示。

2、過(guò)載保護(hù)原理分析

當(dāng)出現(xiàn)輸出短路時(shí)，輸出電壓會(huì)下降，同時(shí)為UC3842供電的反饋繞組也會(huì)出現(xiàn)輸出電壓下降。當(dāng)輸入電壓低于10V時(shí)，UC3842停止工作，開(kāi)關(guān)管截止。短路現(xiàn)象消失后，電源重新啟動(dòng)，自動(dòng)恢復(fù)正常工作。但由于在高頻關(guān)斷的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)很高的尖峰電壓，即使占空比很小的情況下，電路中7腳的輸入電壓也可能不會(huì)降到足夠低，過(guò)載保護(hù)電路并不總能有效的響應(yīng)所出現(xiàn)的過(guò)載情況，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能會(huì)產(chǎn)生不良的影響，存在著一定的安全隱患。

3、過(guò)流保護(hù)原理分析

當(dāng)電流取樣端3腳上的電壓值超過(guò)電流檢測(cè)比較器負(fù)端的電壓時(shí)，可以使脈寬調(diào)制鎖存器輸入復(fù)位信號(hào)，開(kāi)關(guān)管于是被關(guān)閉。這樣峰值檢測(cè)電路限制輸出的電流，起到了一定的保護(hù)作用。

但是隨著開(kāi)關(guān)頻率的升高，可能會(huì)出現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源處于連續(xù)模式下，也就是每個(gè)開(kāi)關(guān)周期的初級(jí)電感電流是從一定的幅度開(kāi)始增長(zhǎng)，這樣會(huì)產(chǎn)生分諧波振蕩。這種不穩(wěn)定性和穩(wěn)壓器的閉環(huán)特性無(wú)關(guān)，它是由固定頻率和峰值電流取樣同時(shí)工作引起的。圖2說(shuō)明了這樣的現(xiàn)象。

如圖2所示，在t0時(shí)刻，開(kāi)關(guān)管被導(dǎo)通，這時(shí)初級(jí)線(xiàn)圈電流以斜率m1上升，該斜率是輸入電壓和電感的函數(shù)。在t1時(shí)刻，電流取樣輸入到達(dá)了電流檢測(cè)比較器的門(mén)限，將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管關(guān)閉，電流以斜率m2衰減，直到下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的到來(lái)。如果有一個(gè)擾動(dòng)加在電流檢測(cè)比較器的門(mén)限電壓上，產(chǎn)生了一個(gè)小的△I（如圖2中虛線(xiàn)所示），就會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。在一個(gè)固定的振蕩周期內(nèi)，電流衰減時(shí)間減少，最小電流在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)刻（t2）上升了△I+m2/m1。最小電流在下一個(gè)周期（t3）減小到（△I+m2/m1）?（m2/m1）。

每一個(gè)后續(xù)的開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，該擾動(dòng)都會(huì)與（m2/m1）相乘，在幾個(gè)開(kāi)關(guān)周期交替增加和減小初級(jí)線(xiàn)圈電流，也許若干個(gè)開(kāi)關(guān)周期后電流會(huì)減小到零，使這個(gè)過(guò)程重新開(kāi)始。如果m2/m1大于1，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。

4、保護(hù)電路的改進(jìn)

如圖3所示，本設(shè)計(jì)針對(duì)UC3842典型應(yīng)用電路的過(guò)流、過(guò)載保護(hù)電路做出以下改進(jìn)。

在反饋繞組的整流二極管回路串一個(gè)電阻，它和電容C2組成RC濾波網(wǎng)絡(luò)，對(duì)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通瞬間時(shí)的尖峰電壓起到了濾除的作用。這樣，由于尖峰電壓的減少，當(dāng)短路現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，反饋繞組輸出的電壓會(huì)有效的降低，UC3842會(huì)停止工作直到短路現(xiàn)象解除。

對(duì)過(guò)流保護(hù)電路進(jìn)行斜率補(bǔ)償。補(bǔ)償斜率從RT、CT振蕩器產(chǎn)生，加到電壓反饋端，以提高誤差放大器輸出的斜率補(bǔ)償。如圖3所示，誤差放大器的輸出是具有m3斜率的斜坡，經(jīng)過(guò)兩個(gè)二極管后被電阻分壓，然后輸入到電流檢測(cè)比較器的負(fù)端作為過(guò)流保護(hù)電路的控制電壓。這樣通過(guò)電流檢測(cè)比較器和脈寬調(diào)制鎖存器的配置保證了在任何一個(gè)振蕩器周期中只有一個(gè)單脈沖出現(xiàn)在輸出端。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)載或者輸出電壓取樣丟失等異常工作情況，內(nèi)部比較門(mén)限會(huì)被限定在1V，而不會(huì)出現(xiàn)電路失調(diào)的情況。

圖4顯示了通過(guò)在控制電壓上增加一個(gè)與脈寬調(diào)制時(shí)鐘同步的人為的斜坡，可以在后續(xù)的開(kāi)關(guān)周期有效的抑制由于△I擾動(dòng)而引起的不穩(wěn)定。該補(bǔ)償斜坡的斜率（m3）必須等于或者大于m2/2才具有穩(wěn)定性。通過(guò)m3斜率的補(bǔ)償，初級(jí)線(xiàn)圈電流會(huì)被控制電壓所抑制，緊跟控制電壓的幅度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1為輸入電壓在30～50V波動(dòng)時(shí)，輸出電壓的波動(dòng)情況，表2是負(fù)載電流在10～500mA變化時(shí)，輸出電壓的波動(dòng)情況。由表1的數(shù)據(jù)可得到電壓調(diào)整率Sv<0.3[%]。由表2的數(shù)據(jù)可得到輸出電阻Ro<0.4Ω。

結(jié)論

本文所提出的是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定的單端反激式結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)方案。由于采用了“斜率補(bǔ)償”的過(guò)流保護(hù)方式，性能更加穩(wěn)定可靠，電壓調(diào)整率低、輸出電阻小、紋波低，功率損耗低，系統(tǒng)安全系數(shù)高，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載電源系統(tǒng)的供電，對(duì)提高汽車(chē)整體性能大有益處。本設(shè)計(jì)已經(jīng)成功應(yīng)用于武漢理工大學(xué)智能信息系統(tǒng)研究所自行設(shè)計(jì)的車(chē)用直流無(wú)刷電機(jī)控制器的電源系統(tǒng)中。

同時(shí)，本文所提出的DC/DC方案也適用于其他直流供電電源的應(yīng)用設(shè)計(jì)。由于其性能穩(wěn)定，紋波小，對(duì)采用微控制器的數(shù)字控制系統(tǒng)的供電電源設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。