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汽車(chē)電源新技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

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汽車(chē)電源新技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展,汽車(chē)技術(shù)已經(jīng)今非昔比,電氣設(shè)備在汽車(chē)中的地位顯得越來(lái)越重要,它們不但提高了汽車(chē)的各項(xiàng)性能,同時(shí)將汽車(chē)變得更安全、更環(huán)保,并且更加智能化。電氣設(shè)備占汽車(chē)總成本的百分比已從過(guò)去的7%一8%,提高到現(xiàn)在的20%一30%,預(yù)計(jì)會(huì)上升到50%以上。
電氣設(shè)備的不斷增加給汽車(chē)電源適配器的供給提出了更多更高的要求,如:用電量增加、電壓種類(lèi)不同、抗干擾要求增高等等。為此,許多公司和設(shè)計(jì)人員針對(duì)以上問(wèn)題提出了諸多解決方案,筆者在此將按照電源輸出類(lèi)型的不同分類(lèi)予以解釋說(shuō)明。

42V電源適配器下使用,例如照明燈具等,所以在過(guò)渡時(shí)期可采用加裝DC一DC轉(zhuǎn)換器的方法,將42v的電壓轉(zhuǎn)換成21V或24V以供使用。

1.普通6w電源適配器系統(tǒng)

普通電源適配器系統(tǒng)為目前階段所生產(chǎn)的大部分汽車(chē)所采用,其工作電壓是ZIv或24v,主要依靠由蓄電池與以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的發(fā)電機(jī)組成的電源適配器系統(tǒng)來(lái)提供,原理簡(jiǎn)單,不再贅述。

2.42V電源適配器系統(tǒng)

當(dāng)整車(chē)用電量從現(xiàn)在的1.skw增加到skw,甚至有可能達(dá)到7.skw時(shí),12V低電壓就會(huì)暴露出它的缺點(diǎn):在用電負(fù)載加大,電壓不變的情況下,供電電流將變得很大,傳輸?shù)膿p耗(P二IZR)以平方倍增大,同時(shí)在導(dǎo)線(xiàn)上的電壓降也增大,導(dǎo)致傳送到用電設(shè)備的電壓嚴(yán)重不足,故提高汽車(chē)電源適配器供電電壓已成為很多人的共識(shí)。目前最看好的是42V方案,此方案已在航空系統(tǒng)成功應(yīng)用。

42V方案主要通過(guò)提高蓄電池電動(dòng)勢(shì)(鉛酸蓄電池增加到12節(jié))和改變發(fā)電機(jī)輸出電壓(提高交流發(fā)電機(jī)功率輸出或開(kāi)發(fā)新概念交流發(fā)電機(jī))來(lái)實(shí)現(xiàn)供電,同時(shí)汽車(chē)上的用電器件的額定電壓也需采用42V,但目前制造的大量電器件不能在42V電源適配器下使用,例如照明燈具等,所以在過(guò)渡時(shí)期可采用加裝DC一DC轉(zhuǎn)換器的方法,將42v的電壓轉(zhuǎn)換成21V或24V以供使用。

3.其它電源適配器輔助輸出系統(tǒng)
隨著人類(lèi)生活要求的不斷提高,汽車(chē)已經(jīng)不只是作為一種交通工具來(lái)使用,人們希望能在汽車(chē)上完成更多的事情,如娛樂(lè)、移動(dòng)辦公等,這就要求汽車(chē)上具有不同類(lèi)型的外接電源輸出,而普通的汽車(chē)電源適配器供給系統(tǒng)勢(shì)必不能滿(mǎn)足需要,為此可采用以下兩種汽車(chē)電源適配器輔助輸出方式。
3.112V外接電源輸出任何一輛汽車(chē)都不可能裝載了人們所需要的全部用電設(shè)備,所以人們又設(shè)計(jì)了更多專(zhuān)在汽車(chē)上使用的電器件,如:車(chē)載吸塵器、空氣清新器、電動(dòng)剃須刀等,為了方便它們的使用,很多汽車(chē)輔裝了一個(gè)或數(shù)個(gè)電源適配器插座,它們一般安裝在車(chē)廂或行李箱內(nèi),形狀與點(diǎn)煙器插座相似,可提供21W，120w左右的電力。
3.2非21V外接電源適配器輸出為了能夠滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫牟糠蛛娖骷?高電壓220V/50Hz或低電壓3V和4.SV等)能利用車(chē)載電源系統(tǒng),就需要通過(guò)電源適配器把車(chē)載電源轉(zhuǎn)換為所需要的電源輸出。
根據(jù)需要,這些電源適配器可分為降壓型和升壓型兩類(lèi)。降壓型的電源適配器主要用來(lái)為一些以電池為能源的電器件提供可靠電源適配器,如隨身聽(tīng)等。根據(jù)原理可將降壓型電源適配器分為線(xiàn)性調(diào)節(jié)型和開(kāi)關(guān)型兩類(lèi)。
線(xiàn)性調(diào)節(jié)適配器使用于功率較小時(shí),它采用線(xiàn)性調(diào)節(jié)技術(shù),這種技術(shù)一般采用三極管、場(chǎng)效應(yīng)管串聯(lián)或并聯(lián)在負(fù)載上,通過(guò)功率器件的分壓作用,調(diào)節(jié)輸出電壓使之在規(guī)定范圍內(nèi)。但當(dāng)功率較大時(shí)使用線(xiàn)性調(diào)節(jié)技術(shù)就不夠理想,主要問(wèn)題是功耗過(guò)高,損耗基本上都轉(zhuǎn)化成熱能。
線(xiàn)性電源適配器的損耗為:P損=P負(fù)載(U1一U2)/U2;
U1一電源適配器電壓
U2一負(fù)載電壓
如一功率為75W6V的用電器使用線(xiàn)性電源適配器,供電損耗的功率可達(dá)到75W,效率只有50%。

開(kāi)關(guān)電源適配器技術(shù)的出現(xiàn)使電源適配器變換的效率大大提高。目前大部分開(kāi)關(guān)電源適配器采用PWM(脈寬調(diào)制)技術(shù),極少數(shù)采用了頻率調(diào)制和混合調(diào)制技術(shù)。如果設(shè)計(jì)得好的話(huà),采用這種技術(shù)的適配器效率可以達(dá)到80%以上。

以上講述的是DC一DC的方案,而更多的家用電器使用交流電,則需要進(jìn)行DC一AC升壓轉(zhuǎn)換。根據(jù)國(guó)家地區(qū)的不同,全世界有l(wèi)r0W60Hz、220v/50Hz等不同的電壓頻率。如此,要將汽車(chē)上提供的直流電轉(zhuǎn)變成交流電只能采用逆變的方式進(jìn)行。電源適配器的開(kāi)關(guān)逆變技術(shù)是電源適配器技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向,按原理可分為脈寬調(diào)制、頻率調(diào)制、混合調(diào)制技術(shù),按電路結(jié)構(gòu)可分為單端正激、單端反激、半橋、全橋等技術(shù)。目前常用的方法是SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)調(diào)制技術(shù),常規(guī)情況下都不在其后加裝低通,輸出的電壓波形非正弦波。目前,除部分電器,如采用移相觸發(fā)調(diào)壓的臺(tái)燈、電暖器等,不能使用此類(lèi)電源適配器外,其余皆可使用之。圖1為開(kāi)關(guān)電源適配器的邏輯原理圖。
汽車(chē)電源新技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展
目前,以上提到的部分技術(shù)已應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)汽車(chē)的設(shè)計(jì)研發(fā)中,展望未來(lái),汽車(chē)電源技術(shù)將朝高效率、大功率、低成本、輕量化等方向不斷前進(jìn)。

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.06.30    來(lái)源：電源適配器廠家
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