車載電源適配器解決方案
本設(shè)計(jì)是將汽車點(diǎn)煙器輸出的12V直流電源直接轉(zhuǎn)換為可供絕大多數(shù)型號筆記本使用的19V電壓,可調(diào)整的范圍在±10.5V。輸入電壓的范圍在10V~15V。即使輸入電壓有較大的波動,輸出電壓也有較好的調(diào)節(jié)能
本設(shè)計(jì)是將汽車點(diǎn)煙器輸出的12V直流電源直接轉(zhuǎn)換為可供絕大多數(shù)型號筆記本使用的19V電壓,可調(diào)整的范圍在±10.5V。輸入電壓的范圍在10V~15V。即使輸入電壓有較大的波動,輸出電壓也有較好的調(diào)節(jié)能力。
1升壓轉(zhuǎn)換器的工作原理
汽車點(diǎn)煙器輸出的直流電壓為12V,即使在發(fā)動機(jī)運(yùn)行時也不超過13.8V,低于筆記本電腦通常所需的19V電壓。利用升壓轉(zhuǎn)換器來完成電壓的轉(zhuǎn)換,基本電路如圖1所示,它由電源開關(guān)T、二極管D、儲能電感L和濾波電容C組成。電感不斷充放電,感應(yīng)電壓加到電源電壓上由此產(chǎn)生的輸出電壓就高于汽車點(diǎn)煙器所提供的電壓。
2升壓轉(zhuǎn)換器的原理:接通階段和關(guān)閉階段
升壓轉(zhuǎn)換電路可看作受兩個開關(guān)控制,電源開關(guān)S和二極管D。在任何特定時間內(nèi)只允許其中一個開關(guān)閉合,電路的兩種工作狀態(tài)如下圖所示。
(1) S導(dǎo)通,D截止時:輸入直流電源UIN經(jīng)電感線圈L和開關(guān)S形成IIN電流通路。直流電源向電感充電,電感L的電流線性增加,電能以磁能形式存儲在線圈中。此時,二極管D反偏,輸出負(fù)載電流IOUT由原來存儲在電容C上的能量來提供。
(2) S截止,D導(dǎo)通時:由于電感L中的電流不能躍變,將在線圈中感應(yīng)出反極性感生電壓。因此,感生電壓的極性為左負(fù)右正。此時的二極管D進(jìn)入正向?qū)顟B(tài),原來在S導(dǎo)通期間存儲在電感線圈中的能量通過二極管D提供給電容C和負(fù)載RL。C在此階段充電的能量在下一個S截止的期間提供給負(fù)載RL。
3 PWM控制
升壓轉(zhuǎn)換器中的電源開關(guān)S,用一個工作在開關(guān)狀態(tài)的功率MOSFET管實(shí)現(xiàn)。在柵極加上一系列脈沖后,功率管將不斷地處于通斷交替的狀態(tài),改變通斷的時間比率,就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。假設(shè)一個周期為t,ttON時,脈寬調(diào)制脈沖的正脈沖被送到功率管的柵極,K導(dǎo)通;當(dāng)ttOFF時,送到K管上的調(diào)制脈沖變成零伏或負(fù)偏壓,S處于截止?fàn)顟B(tài)。
4測試
電源適配器在正常運(yùn)行時各電量及效率見表1。其高效率(通常是95%)不但能降低汽車電池的負(fù)荷,同時也降低了適配器內(nèi)部的功耗。PCB尺寸比筆記本本身的電源適配器要小。
總結(jié)
以上提出了一種車載電源12V DC/19V DC解決方案,利用汽車蓄電池為筆記本電腦提供持續(xù)電力。該方案不僅能滿足普通用戶自駕游出行時的需求,也能使行業(yè)用戶如公路、工商、稅務(wù)稽查、公安與地質(zhì)等野外汽車流動作業(yè)隨時保證筆記本電腦的供電,充分發(fā)揮筆記本電腦的無線辦公特性。