车载电源适配器解决方案
本设计是将汽车点烟器输出的12V直流电源直接转换为可供绝大多数型号笔记本使用的19V电压,可调整的范围在±10.5V。输入电压的范围在10V~15V。即使输入电压有较大的波动,输出电压也有较好的调节能力。
1升压转换器的工作原理
汽车点烟器输出的直流电压为12V,即使在发动机运行时也不超过13.8V,低于笔记本电脑通常所需的19V电压。利用升压转换器来完成电压的转换,基本电路如图1所示,它由电源开关T、二极管D、储能电感L和滤波电容C组成。电感不断充放电,感应电压加到电源电压上由此产生的输出电压就高于汽车点烟器所提供的电压。
2升压转换器的原理:接通阶段和关闭阶段
升压转换电路可看作受两个开关控制,电源开关S和二极管D。在任何特定时间内只允许其中一个开关闭合,电路的两种工作状态如下图所示。
(1) S导通,D截止时:输入直流电源UIN经电感线圈L和开关S形成IIN电流通路。直流电源向电感充电,电感L的电流线性增加,电能以磁能形式存储在线圈中。此时,二极管D反偏,输出负载电流IOUT由原来存储在电容C上的能量来提供。
(2) S截止,D导通时:由于电感L中的电流不能跃变,将在线圈中感应出反极性感生电压。因此,感生电压的极性为左负右正。此时的二极管D进入正向导通状态,原来在S导通期间存储在电感线圈中的能量通过二极管D提供给电容C和负载RL。C在此阶段充电的能量在下一个S截止的期间提供给负载RL。
3 PWM控制
升压转换器中的电源开关S,用一个工作在开关状态的功率MOSFET管实现。在栅极加上一系列脉冲后,功率管将不断地处于通断交替的状态,改变通断的时间比率,就可以调节输出电压的大小。假设一个周期为t,ttON时,脉宽调制脉冲的正脉冲被送到功率管的栅极,K导通;当ttOFF时,送到K管上的调制脉冲变成零伏或负偏压,S处于截止状态。
4测试
电源适配器在正常运行时各电量及效率见表1。其高效率(通常是95%)不但能降低汽车电池的负荷,同时也降低了适配器内部的功耗。PCB尺寸比笔记本本身的电源适配器要小。
总结
以上提出了一种车载电源12V DC/19V DC解决方案,利用汽车蓄电池为笔记本电脑提供持续电力。该方案不仅能满足普通用户自驾游出行时的需求,也能使行业用户如公路、工商、税务稽查、公安与地质等野外汽车流动作业随时保证笔记本电脑的供电,充分发挥笔记本电脑的无线办公特性。
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