CN203562976U - 一种车载电源电路 - Google Patents
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Abstract
一种车载电源电路，它包括输入模块、高频隔离模块、输出模块；输入模块连接高频隔离模块，高频隔离模块连接输出模块，输入模块为Boost升压电路，高频隔离模块包括DC/AC第一功率变换器、高频变压器和AC/DC不控整流器，输出模块包括DC/AC第二功率变换器和LC滤波器，采用单相电压源型桥式逆变电路。本实用新型的效果是：利用一个升压电路降低高频变压器的变比，且此升压电路在车载设备接入电源瞬间抑制电流使其不能突变，起到保护电路的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车载电源电路，尤其涉及在汽车电子领域中应用的一种车载电源电路。
背景技术
近些年，我国的汽车普及率得到了快速提升，为了满足人们的实际应用需求，汽车电子领域中的车载电源得到快速发展。车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器，可直接连接蓄电池来带动各种电器工作，如笔记本、GPS导航仪、车载电冰箱等，车载电源给人们的生活带来了很多方便，是一种常备的车用电子用品。
传统的车载电源一般采用逆变器加工频变压器的方案，存在体积大、效率低的缺点。随着电力电子器件与电力电子技术的发展，采用高频变压器的逆变电路效率比较高，但较高变比的高频变压器在设计上存在困难；且存在车载设备启动瞬间产生的冲击电流误导致电源的保险丝烧断的危险。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种车载电源电路，该电源电路能够减小高频变压器的变比以及防止车载设备启动瞬间产生的冲击电流导致电源的保险丝烧断。
本实用新型是这样来实现的，它包括输入模块、高频隔离模块、输出模块；其特征在于：输入模块连接高频隔离模块，高频隔离模块连接输出模块，输入模块为Boost升压电路，高频隔离模块包括DC/AC第一功率变换器、高频变压器和AC/DC不控整流器，输出模块包括DC/AC第二功率变换器和LC滤波器，采用单相电压源型桥式逆变电路；Boost升压电路的输出端并联直流储能电容后接DC/AC第一功率变换器的输入端，DC/AC第一功率变换器的输出端接高频变压器的原边，高频变压器的副边接AC/DC不控整流器的输入端，AC/DC不控整流器的输出端并联滤波电容后接DC/AC第二功率变换器的输入端，DC/AC第二功率变换器的输出端对应连接LC滤波器，并作为车载电源的输出。
本实用新型所述的Boost升压电路包括第一储能电感（L1）、功率开关管（V）、二极管（D）和第一滤波电容（C1），直流输入侧的正端接储能电感（L1），在直流输入侧两个端线间接功率开关管（V），在直流输出侧串联二极管（D），电容器（C1）并联在直流侧两个端线间。
本实用新型所述的DC/AC第一功率变换器由第一功率开关单元（S1）、第二功率开关单元(S2)、第三功率开关单元(S3)、第四功率开关单元(S4)组成桥式拓扑结构，桥式拓扑输出侧接高频变压电路。
本实用新型所述的AC/DC不控整流器由第一功率二极管(D1)、第二功率二极管(D2)、第三功率二极管(D3)、第四功率二极管(D4)组成桥式电路，直流侧输出端并联第二滤波电容(C2)。
本实用新型所述的DC/AC第二功率变换器由第五功率开关单元(S5)、第六功率开关单元(S6)、第七功率开关单元(S7)、第八功率开关单元(S8)组成桥式拓扑结构，输出侧接LC滤波器。
本实用新型所述的LC滤波器，包括第二滤波电感(L2)、第三滤波电容(C3)。
本实用新型所述的功率开关管为MOS管。
本实用新型车载电源电路的主要原理为：输入级Boost电路可以通过设定固定占空比，起到初步直流升压的目的，通过Boost电路的储能电感可以减小车载电源输入的浪涌电流，较高的直流电压经DC/AC第一功率变换器转换为方波交流信号，再经高频变压器转换为幅值更高的方波交流信号；高频变压器副边的方波交流信号经AC/DC不控整流器得到直流信号，此直流信号可经DC/AC第二功率变换器转换为工频交流信号，提供给家用电器等不同种类的负载。
本实用新型的效果是：利用一个升压电路降低高频变压器的变比，且此升压电路在车载设备接入电源瞬间抑制电流使其不能突变，起到保护电路的作用；车载电路也可用于电动汽车蓄电池向电网并网，甚至可以利用控制策略实现对电网无功补偿、谐波治理等辅助服务。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
在图中， 1、Boost升压电路，2、DC/AC第一功率变换器，3、高频变压器，4、AC/DC不控整流器，5、DC/AC第二功率变换器，6、LC滤波器，10、输入模块，11、高频隔离模块，12、输出模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型是这样实施和工作的，它包括输入模块10、高频隔离模块11、输出模块12；其特征在于：输入模块10连接高频隔离模块11，高频隔离模块11连接输出模块12，输入模块10为Boost升压电路1；高频隔离模块11包括DC/AC第一功率变换器2、高频变压器3和AC/DC不控整流器4；输出模块12包括DC/AC第二功率变换器5和LC滤波器6，采用单相电压源型桥式逆变电路；Boost升压电路1的输出端并联直流储能电容后接DC/AC第一功率变换器2的输入端，DC/AC第一功率变换器2的输出端接高频变压器3的原边，高频变压器3的副边接AC/DC不控整流器4的输入端，AC/DC不控整流器4的输出端并上滤波电容后接DC/AC第二功率变换器5的输入端，DC/AC第二功率变换器5的输出端对应连接LC滤波器6，并作为车载电源的输出。
Boost升压电路1由储能电感L1、MOS管V、二极管D和储能电容C1组成，将输入的12V直流信号升压至60V左右，则MOS管V的占空比ton/T=0.8, ton为V的开通时间，T为控制周期；DC/AC第一功率变换器2为由功率器件S1、S2、S3、S4组成的单相全桥电路，将Boost升压电路1的直流输出电压转换为方波交流信号；通过高频变压器3将DC/AC第一功率变换器2输出的峰值为60V的方波交流转换为540V方波交流，Boost升压电路1带来的5倍升压为高频变压器3的设计提供了方便；AC/DC不控整流器4为由D1、D2、D3、D4组成的单相桥式不控整流电路，将高频变压器3输出电压转换为540V直流，经滤波电容C2滤波后输入给DC/AC第二功率变换器5；DC/AC第二功率变换器5是由功率器件S5、S6、S7、S8组成的单相全桥逆变电路，经DSP控制后DC/AC第二功率变换器5可输出稳定的交流220V电压；DC/AC第二功率变换器5的输出需经LC滤波器6滤波后方可作为整个电源电路的输出，LC滤波器6是由电感L2和电容C3组成的滤波电路。
Claims (7)
1.一种车载电源电路，它包括输入模块、高频隔离模块、输出模块；其特征在于：输入模块连接高频隔离模块，高频隔离模块连接输出模块，输入模块为Boost升压电路，高频隔离模块包括DC/AC第一功率变换器、高频变压器和AC/DC不控整流器，输出模块包括DC/AC第二功率变换器和LC滤波器，采用单相电压源型桥式逆变电路；Boost升压电路的输出端并联直流储能电容后接DC/AC第一功率变换器的输入端，DC/AC第一功率变换器的输出端接高频变压器的原边，高频变压器的副边接AC/DC不控整流器的输入端，AC/DC不控整流器的输出端并联滤波电容后接DC/AC第二功率变换器的输入端，DC/AC第二功率变换器的输出端对应连接LC滤波器，并作为车载电源的输出。
2.根据权利要求1所述的一种车载电源电路，其特征在于：Boost升压电路，包括第一储能电感（L1）、功率开关管（V）、二极管（D）、第一滤波电容（C1）；直流输入侧的正端接储能电感（L1），在直流输入侧两个端线间接功率开关管（V），在直流输出侧串联二极管（D），电容器C1并联在直流侧两个端线间。
3.根据权利要求1所述的一种车载电源电路，其特征在于：DC/AC第一功率变换器，由第一功率开关单元（S1）、第二功率开关单元(S2)、第三功率开关单元(S3)、第四功率开关单元(S4)组成桥式拓扑结构，桥式拓扑输出侧接高频变压电路。
4.根据权利要求1所述的一种车载电源电路，其特征在于：AC/DC不控整流器，由第一功率二极管(D1)、第二功率二极管(D2)、第三功率二极管(D3)、第四功率二极管(D4)组成桥式电路，直流侧输出端并联第二滤波电容(C2)。
5.根据权利要求1所述的一种车载电源电路，其特征在于：DC/AC第二功率变换器，由第五功率开关单元(S5)、第六功率开关单元(S6)、第七功率开关单元(S7)、第八功率开关单元(S8)组成桥式拓扑结构，输出侧接LC滤波器。
6.根据权利要求1所述的一种车载电源电路，其特征在于：LC滤波器，包括第二滤波电感(L2)、第三滤波电容(C3)。
7.根据权利要求2所述的一种车载电源电路，其特征在于：功率开关管为MOS管。
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