專利名稱：車載電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電源領(lǐng)域，特別是涉及ー種為車載電子產(chǎn)品提供電源的電源裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車銷量的増加，越來越多的汽車電器也隨之發(fā)展起來，在汽車上安裝CD、收音機、液晶電視成為廣大汽車用戶的首選。車載電源裝置的質(zhì)量直接影響車載CD、收音機、液晶電視的使用壽命和使用效果。目前的汽車電源多種多樣，小汽車采用12V的蓄電池供電，小巴車和中巴車多是采用24V的蓄電池供電，大巴車則多是采用36V的蓄電池供電。車 載電源不光是電壓范圍差別較大，而且變化范圍也各不相同。啟動時，汽車點火時會使電流加大，蓄電池電壓可能在短時間內(nèi)急劇下降到最低6-9V左右，或最低13-14V左右，或最低30-32V左右，這對車載電源也提出了更高的要求。目前，市場上的車載液晶電視的電源一般是針對不同的汽車設(shè)計不同的電源模塊，同時又要通過大量的認證實驗，這提高了產(chǎn)品的設(shè)計成本和生產(chǎn)成本。車載電源區(qū)別于交流電源和普通直流電源來說，它是一個變化的直流電源，有著較大的特殊性。這對CD、收音機的收聽影響不大，但對車載液晶電視來說，直接影響到正常收看。提供液晶電視燈管電壓的逆變器，它的最大工作范圍為直流電壓12V±1. 2V，而液晶電視的系統(tǒng)復(fù)位電壓則通常是5V以下。以小汽車的車載電源為例，在汽車打火瞬間，汽車上的電源電壓變低到6-9V時，逆變器已經(jīng)停止工作，液晶電視的主系統(tǒng)卻還未進入復(fù)位狀態(tài)。汽車打火完成后，電壓恢復(fù)正常，逆變器不能進行自動復(fù)位，而液晶電視的系統(tǒng)未檢測到電壓瞬問降低，車載液晶電視將處于逆變器不能恢復(fù)工作的無序狀態(tài)下。出現(xiàn)聲音正常，而沒有屏幕顯示的情況?？傊?，目前市場上車載電源裝置的兩大缺點1、車載電源的電壓輸入范圍窄；2、在汽車打火完成后系統(tǒng)不能自動復(fù)位。

實用新型內(nèi)容本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供ー種車載電源，能夠在汽車打火時使液晶電視等電子產(chǎn)品系統(tǒng)自動復(fù)位。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是提供ー種車載電源，包括蓄電池、開關(guān)式穩(wěn)壓電路和車載負載，所述的開關(guān)式穩(wěn)壓電路包括誤差放大器、比較放大器、脈寬調(diào)制電路、開關(guān)電路、基準電壓電路、正弦波電壓發(fā)生器；蓄電池的電源輸入端通過開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載相連，在開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載之間還連接了ー個整流濾波電路。在本實用新型一個較佳實施例中，蓄電池通過基準電壓電路與比較放大器的ー個輸入端相連，比較放大器的輸出端與脈寬調(diào)制電路ー個輸入端相連，脈寬調(diào)制電路的另一個輸入端與正弦波電壓發(fā)生器的輸入端相連，脈寬調(diào)制電路的輸出端與開關(guān)電路輸入端相連，開關(guān)電路輸出端與整流濾波電路輸入端相連，整流濾波電路輸出端通過反饋回路與比較放大器的另一個輸入端相連。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的脈寬調(diào)制電路包括比較器、邏輯控制電路、限流控制電路和限壓控制電路，脈寬調(diào)制電路的輸入端為比較器的輸入端，比較器通過邏輯控制電路與所述的開關(guān)電路相連，限流控制電路和限壓控制電路的一個輸出端與邏輯控制電路相連，另一個輸出端與所述的正弦波電壓發(fā)生器相連。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的開關(guān)式穩(wěn)壓電路還包括電平觸發(fā)電路，所述的電平觸發(fā)電路與開關(guān)式穩(wěn)壓電路中的脈寬調(diào)制電路輸入端相連。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的電平觸發(fā)電路包括恒流源、開關(guān)模塊，開關(guān)模塊連接在脈寬調(diào)制電路與地線之間，還有軟件復(fù)位電容Css與開關(guān)模塊并聯(lián)，恒流源與軟件復(fù)位電容Css —端相連，對軟件復(fù)位電容Css充電。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的開關(guān)模塊還與啟動模塊的一端相連，啟動模塊另一端與開關(guān)式穩(wěn)壓電路輸入端相連，啟動模塊檢測穩(wěn)壓電路輸入端電壓變化，輸·出使能信號控制開關(guān)模塊。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的軟件復(fù)位電容Css的上電時間大于輸出電容Qjut的放電時間。本實用新型的有益效果是本實用新型車載電源能保證供電的可靠性、安全性，實用電壓范圍較廣，達到低成本寬范圍的安裝，能夠在多種汽車上批量使用。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)的車載電源的電路原理圖；圖2是本實用新型車載電源一較佳實施例的電路原理圖；圖3是本實用新型所采用的步進式DC/DC變換芯片NCP1421的內(nèi)部原理圖；圖4是本實用新型采用電平觸發(fā)電路產(chǎn)生復(fù)位信號的內(nèi)部原理圖；圖5是實施例采用步進式DC/DC變換芯片NCP1421作為穩(wěn)壓電路，輸出為固定電壓時電路圖；圖6是實施例采用步進式DC/DC變換芯片NCP1421作為穩(wěn)壓電路，輸出為可調(diào)電壓時電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定?，F(xiàn)有的車載電源針對不同的輸入電壓設(shè)計對應(yīng)的電源模塊，如圖I所示，通過線性穩(wěn)壓電路中恒定的基準電壓與反饋回的調(diào)整管輸出電壓經(jīng)比較，其差值放大器放大后輸入調(diào)整管，控制調(diào)整管電壓輸出的大小。利用此電路可維持調(diào)整管輸出電壓的基本恒定，但是因為調(diào)整管對電壓的調(diào)整范圍有限不能實現(xiàn)寬電壓的輸入范圍，由于沒有產(chǎn)生復(fù)位電平的模塊，當(dāng)輸入電壓發(fā)生跳變而系統(tǒng)又未檢測到電壓跳變時導(dǎo)致系統(tǒng)無法復(fù)位，不能正常工作。[0022]本實用新型引入能產(chǎn)生觸發(fā)電平的開關(guān)式穩(wěn)壓電路，將直流電平通過開關(guān)電路變?yōu)殚_關(guān)電平，通過整流濾波電路輸出穩(wěn)定的直流電平。蓄電池通過開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載相連，還有整流濾波電路連接在開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載之間。開關(guān)式穩(wěn)壓電路包括比較放大器、脈寬調(diào)制電路、開關(guān)電路、基準電壓電路、正弦波電壓發(fā)生器；蓄電池通過基準電壓電路與比較放大器的一個輸入端相連，比較放大器的輸出端與脈寬調(diào)制電路一個輸入端相連，脈寬調(diào)制電路的另一個輸入端與正弦波電壓發(fā)生器的輸入端相連，脈寬調(diào)制電路的輸出端與開關(guān)電路輸入端相連，開關(guān)電路輸出端與整流濾波電路輸入端相連，整流濾波電路輸出端通過反饋回路與比較放大器的另一個輸入端相連。脈寬調(diào)制電路包括比較器、邏輯控制電路、限流控制電路和限壓控制電路，脈寬調(diào)制電路的輸入端為比較器的輸入端，比較器通過邏輯控制電路與所述的開關(guān)電路相連，限流控制電路和限壓控制電路的一個輸出端與邏輯控制電路相連，另一個輸出端與所述的正弦波電壓發(fā)生器相連。開關(guān)式穩(wěn)壓電路還包括電平觸發(fā)電路，所述的電平觸發(fā)電路與開關(guān)式穩(wěn)壓電路中的脈寬調(diào)制電路輸入端相連。電平觸發(fā)電路包括恒流源、開關(guān)模塊，開關(guān)模塊連接在脈寬調(diào)制電路與地線之間，還有軟件復(fù)位電容Css與開關(guān)模塊并聯(lián)，恒流源與軟件復(fù)位電容Css—端相連，對軟件復(fù)位電容Css充電。其中，軟件復(fù)位電容Css的上電時間大于輸出電容Cott的放電時間。開關(guān)模塊還與啟動模塊的一端相連，啟動模塊另一端與開關(guān)式穩(wěn)壓電路輸入端相連，啟動模塊檢測穩(wěn)壓電路輸入端電壓變化，輸出使能信號控制開關(guān)模塊。如圖2所示，蓄電池的電源輸入端與基準電壓電路相連，基準電壓電路輸出固定的基準電平Vktt與直流反饋Vt輸入比較放大器，比較放大器輸出經(jīng)比較后的差值電壓；差值電壓與正弦波電壓發(fā)生器輸出的高頻震蕩一起輸入比較器，差值電壓調(diào)整比較器輸出高頻方波的占空比；高頻方波通過邏輯控制電路，邏輯控制電路對方波的占空比進行調(diào)整；同時還有限流控制電路和限壓控制電路對邏輯控制電路和正弦波電壓發(fā)生器進行控制。開關(guān)式穩(wěn)壓電源對輸入電壓的調(diào)整能力強，可適應(yīng)寬范圍的電壓輸入。脈寬調(diào)制電路的輸入端還與電平觸發(fā)電路的輸出相連。開關(guān)模塊還與啟動模塊的一端相連，啟動模塊另一端與開關(guān)式穩(wěn)壓電路輸入端相連，啟動模塊檢測穩(wěn)壓電路輸入端電壓變化，輸出使能信號控制開關(guān)模塊，產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位電平。實施例采用步進式DC/DC變換芯片作為開關(guān)式穩(wěn)壓電路。步進式DC/DC變換芯片型號為NCP1421，電流輸出范圍最大5A，選用大電流的MOS管，支持高頻率的震蕩。該芯片輸入電壓的范圍為8V-40V，能很好的滿足不同型號汽車的蓄電池的電壓范圍。此車載電源用在車載液晶電視上時，能穩(wěn)定地輸出適用于車載液晶電視工作的12V電壓，當(dāng)汽車打火，電源電壓變低，能使車載液晶電視自動復(fù)位。由于車載液晶電視的工作電壓為固定值，所以車載電源只需輸出固定的直流電壓。車載電源的電路如圖5所示，步進式DC/DC變換芯片的引腳2為電壓輸入腳，引腳2接輸入電容Cin作為濾波電路，芯片輸出端為引腳1，一個續(xù)流二極管D與引腳1，與電感L、輸出電容Cot —起組成整流濾波電路，將引腳I輸出的開關(guān)電平變?yōu)橹绷麟娖?。步進式DC/DC變換芯片NCP1421的內(nèi)部電路如圖3所示引腳I為開關(guān)電平輸出腳；引腳2為穩(wěn)壓電路電壓輸入腳，蓄電池的輸出端通過引腳2進入芯片進行電平變換；引腳3為交流反饋腳，引腳3與引腳I之間必須連一個電容CB，電容Cb推動內(nèi)部MOS管來對輸入電壓進行開關(guān)，以降低電源傳導(dǎo)損耗，提高電源效率，Cb為0. OluF ；引腳4為接地引腳GND; 引腳5為電流調(diào)節(jié)腳，能夠在實際應(yīng)用中降低開關(guān)電流。在輸出短路的情況下，能夠使輸出近似電流的電平，從該引腳到地的電阻Rads的電流是確定的，它通過開關(guān)電路設(shè)置峰值電流，Rads為5. 6千歐；引腳6為直流電平反饋輸入腳，是比較放大器的輸入，用來推動脈沖調(diào)制電路，將實際輸出的電源電壓最終設(shè)置成車載負載需要的直輸出電壓；對固定電壓來講，直接連接到輸出時，增益設(shè)置電阻由芯片內(nèi)部提供，如圖5所示；對可調(diào)節(jié)輸出電壓的情況是用兩個外部電阻Rl、R2來設(shè)置輸出電壓，如圖6所不；引腳7為軟件復(fù)位腳，一個軟件復(fù)位電容Css從7腳連到地時。允許從引腳2輸入電壓的跳變。對震蕩脈沖，軟件復(fù)位電容Css起到了使芯片輸出電壓延時，保持了輸出電壓的連續(xù)性。這個電容大小通常為0. luF，這個設(shè)置是為了降低輸入電壓的突發(fā)浪涌電流對電源的影響。如果軟件上考慮了軟復(fù)位，則這個引腳保持開路。本實用新型中，利用軟件復(fù)位電容Css的上電時間和輸出部分的電容Cott的放電時間之間的時間差值的關(guān)系，來控制輸出電源的復(fù)位?？紤]到汽車打火時間不小于30秒，弓丨腳7仍通過軟件復(fù)位電容Css連接到地，使穩(wěn)壓電路輸出在輸入電壓發(fā)生變化的同時進行復(fù)位(時間不小于30秒)，Css的值為0. 05uF到0. 03uF。輸入電平通過引腳I與基準電壓電路相連和啟動電路相連再通過補償增益電路，基準電壓電路輸出固定的基準電平Vkef，啟動電路產(chǎn)生使能信號控制電平觸發(fā)電路。引腳6的直流反饋Vt通過反饋控制電路后與基準電平Vkef輸入比較放大器。比較放大器輸出經(jīng)比較后的差值電壓；差值電壓與正弦波電壓發(fā)生器輸出的高頻震蕩一起輸入比較器，差值電壓調(diào)整比較器輸出高頻方波的占空比；高頻方波通過邏輯控制電路，邏輯控制電路對方波的占空比進行調(diào)整。限流控制電路和限壓控制電路與引腳5相連，邏輯控制電路與引腳3相連。限流控制電路和限壓控制電路對邏輯控制電路和正弦波電壓發(fā)生器進行震蕩頻率與波形占空比的控制。引腳7通過電容Css接地，在汽車打火時使電平觸發(fā)電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，如圖4所述。電平觸發(fā)電路包括恒流源、開關(guān)模塊，開關(guān)模塊一端與電容Css接地端相連，一端與軟件復(fù)位電容Css的另一端相連，恒流源與軟件復(fù)位電容Css相連。使能信號控制開關(guān)模塊的導(dǎo)通和截至，當(dāng)開關(guān)模塊導(dǎo)通，恒流源接地，電容Css放電，電容Css兩邊的電壓下降，產(chǎn)生低電平的觸發(fā)電平；當(dāng)開關(guān)模塊截至，恒流源對電容Css充電，電容Css兩邊的電壓緩慢上升，使車載電源輸出電壓實現(xiàn)從OV到12V的變化,從而使車載液晶電視復(fù)位。使能信號由啟動電路產(chǎn)生，啟動電路檢測輸入電壓的變化，只要電壓發(fā)生變化均可檢測到，將使能信號輸入電平觸發(fā)電路。如車載電源的輸出電容Cott放電時間較長，當(dāng)軟件復(fù)位電容Css兩端電壓跳變時間短于輸出電容Qm放電時間時，就有可能不能實現(xiàn)液晶電視系統(tǒng)的復(fù)位，所以合理選擇Cout和Css的電容值，使軟件復(fù)位電容Css的上電時間大于輸出電容Qjut的放電時間，才能實現(xiàn)液晶電視系統(tǒng)的復(fù)位。本實用新型中考慮到汽車打火時間不小于30秒，將軟件復(fù)位電容Css設(shè)置為0. 03uF到0. 05uF,將輸出電容Cout設(shè)置為200uF到400uF。本實用新型的有益效果是本實用新型車載電源能保證供電的可靠性、安全性，實用電壓范圍較廣，達到低成本寬范圍的安裝，能夠在多種汽車上批量使用。以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車載電源，包括蓄電池、開關(guān)式穩(wěn)壓電路和車載負載，所述的開關(guān)式穩(wěn)壓電路包括誤差放大器、比較放大器、脈寬調(diào)制電路、開關(guān)電路、基準電壓電路、正弦波電壓發(fā)生器，其特征在于蓄電池的電源輸入端通過開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載相連，在開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載之間還連接了一個整流濾波電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車載電源，其特征在于蓄電池通過基準電壓電路與比較放大器的一個輸入端相連，比較放大器的輸出端與脈寬調(diào)制電路一個輸入端相連，脈寬調(diào)制電路的另一個輸入端與正弦波電壓發(fā)生器的輸入端相連，脈寬調(diào)制電路的輸出端與開關(guān)電路輸入端相連，開關(guān)電路輸出端與整流濾波電路輸入端相連，整流濾波電路輸出端通過反饋回路與比較放大器的另一個輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載電源， 其特征在于所述的脈寬調(diào)制電路包括比較器、邏輯控制電路、限流控制電路和限壓控制電路，脈寬調(diào)制電路的輸入端為比較器的輸入端，比較器通過邏輯控制電路與所述的開關(guān)電路相連，限流控制電路和限壓控制電路的一個輸出端與邏輯控制電路相連，另一個輸出端與所述的正弦波電壓發(fā)生器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車載電源，其特征在于所述的開關(guān)式穩(wěn)壓電路還包括電平觸發(fā)電路，所述的電平觸發(fā)電路與開關(guān)式穩(wěn)壓電路中的脈寬調(diào)制電路輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車載電源，其特征在于所述的電平觸發(fā)電路包括恒流源、開關(guān)模塊；開關(guān)模塊連接在脈寬調(diào)制電路與地線之間，還有軟件復(fù)位電容Css與開關(guān)模塊并聯(lián),恒流源與軟件復(fù)位電容Css —端相連，對軟件復(fù)位電容Css充電。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的車載電源,其特征在于所述的開關(guān)模塊還與啟動模塊的一端相連，啟動模塊另一端與開關(guān)式穩(wěn)壓電路輸入端相連，啟動模塊檢測穩(wěn)壓電路輸入端電壓變化，輸出使能信號控制開關(guān)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車載電源，其特征在于所述的軟件復(fù)位電容Css的上電時間大于輸出電容Qm的放電時間。
專利摘要本實用新型公開了一種車載電源，包括蓄電池、開關(guān)式穩(wěn)壓電路和車載負載，所述的開關(guān)式穩(wěn)壓電路包括誤差放大器、比較放大器、脈寬調(diào)制電路、開關(guān)電路、基準電壓電路、正弦波電壓發(fā)生器，蓄電池的電源輸入端通過開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載相連，在開關(guān)式穩(wěn)壓電路與車載負載之間還連接了一個整流濾波電路。本實用新型車載電源能夠在汽車打火時使液晶電視等電子產(chǎn)品系統(tǒng)自動復(fù)位，能保證供電的可靠性、安全性，實用電壓范圍較廣，達到低成本寬范圍的安裝，能夠在多種汽車上批量使用。
文檔編號G05F1/56GK202421927SQ20112045222
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者吳偉 申請人:常州能動電子科技有限公司