專利名稱：單片機控制的車用dc-dc轉(zhuǎn)換電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源。
技術背景
目前常見的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源大多采用模擬電路或模擬電路加單片機控制的方式。以上兩種轉(zhuǎn)換方式在裝配后需要逐臺進行參數(shù)調(diào)試而且硬件電路較復雜，對調(diào)試工人的要求較高，所以調(diào)試后的轉(zhuǎn)換電源不一定能工作在最佳的工作效率區(qū)域。
另外，車輛DC-DC轉(zhuǎn)換電源不能根據(jù)負載功率的情況進行調(diào)整工作狀態(tài)。當車輛在夜間燈光系統(tǒng)工作時，整車所需功率為800多瓦左右。白天工作時因燈光系統(tǒng)不工作，只有燃油泵與噴油嘴系統(tǒng)、車輛控制電腦及各類傳感器系統(tǒng)、助力泵系統(tǒng)、門窗玻璃、雨刷器、 冷暖風等系統(tǒng)工作，所需功率為200多瓦左右。但是，車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源大多采用白天與夜間(輕負載與重負載)DC-DC轉(zhuǎn)換電源采用同一種狀態(tài)工作，他們的不同只是電子控制開關輸出的脈沖寬度不同，對于采用BUCK或BOOST電路的系統(tǒng)，當電子控制開關輸出的脈沖寬度較窄時一個開關周期內(nèi)電感兩端的正伏秒值不等于負伏秒值(電感兩端的伏秒積，在一個開關周期內(nèi)不平衡)，從而降低在輕負載時的工作效率。
現(xiàn)有轉(zhuǎn)換電源的電路采用大多BUCK與BOOST電路。其中的續(xù)流電路多為大功率二極管，二極管的功耗為P= 1/2X0.8X1，其中0.8為管壓降，I為電源輸出電流；二極管的功耗影響了電源的工作效率。
另外，電源的電子開關開通時續(xù)流二極管關斷，當電子開關關斷時電感上儲存的電能通過續(xù)流二極管流向負載。因此二極管的的導通的時間直接關系到電感兩端的伏秒積，只有電感兩端的伏秒積在一個開關周期內(nèi)完全平衡，才能使電源工作效率達到最高。但是現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換電源無法達到這一要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種單片機控制的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源，解決了現(xiàn)有的車用 DC-DC轉(zhuǎn)換電源調(diào)試煩瑣、線路復雜、工作效率低的缺點。
本發(fā)明的技術解決方案是
一種單片機控制的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源，包括輸入電路、電子開關D、電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路、輸出電路，所述電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路包括續(xù)流電路、第一電感線圈Ll電容C;所述第一電感線圈Ll和電容C構(gòu)成LC單元；
其特征在于
所述轉(zhuǎn)換電源還包括電壓傳感器A、電流傳感器B、數(shù)控開關電路和可編程單片機 S ；
所述電壓傳感器A和電流傳感器B的電壓和電流信號送入可編程單片機S，所述可編程單片機S可根據(jù)電壓傳感器A和電流傳感器B的電壓和電流信號輸出與VMOS管數(shù)量一致的整流控制信號、一個數(shù)控開關控制信號、一個電子開關控制信號；
所述續(xù)流電路包括至少一個VMOS管(Ml MN)；所述每個VMOS管的源極和漏極分別接LC單元的兩端；所述可編程單片機S的輸出的整流控制信號分別送入每個VMOS管的柵極；
所述數(shù)控開關電路包括VMOS開關管M ；所述電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路還包括第二電感線圈L2 ；所述VMOS開關管M的漏極接第二電感線圈L2的一端，所述VMOS開關管M的源極接第一電感線圈Ll的一端，所述第二電感線圈L2的另一端與第一電感線圈Ll的另一端相接；所述可編程單片機S輸出的數(shù)控開關控制信號接VMOS開關管M的柵極；
所述可編程單片機的電子開關控制信號送入電子開關。
上述續(xù)流電路包括10個并聯(lián)的VMOS管。
上述電子開關是VMOS管，所述可編程單片機S的輸出的控制信號送入電子開關的柵極。
本發(fā)明具有的優(yōu)點是
1、本發(fā)明電源裝配后所有硬件、結(jié)構(gòu)簡單、無需調(diào)試、可靠性好，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
2、本實用新型采用單片機控制，用多個并聯(lián)的VMOS管代替整流二級管，由可編程單片機控制數(shù)控開關和電子開關，從而改變電感線圈電感量，最終改變電源的工作狀態(tài)，使系統(tǒng)始終在最佳的工作效率區(qū)域。而且在車輛DC-DC轉(zhuǎn)換電源負載低時選擇節(jié)能模式工作，電源的工作效率高。
3、本發(fā)明電源采用數(shù)字電路，系統(tǒng)的抗干擾能力強，便于維修。


圖1是本發(fā)明的原理框圖2是本發(fā)明的電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路的電路原理圖。
具體實施方式
本發(fā)明單片機控制的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源，包括輸入電路、電子開關D、電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路、電壓傳感器A、電流傳感器B、數(shù)控開關電路、可編程單片機S、輸出電路，電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路包括續(xù)流電路、第一電感線圈Li、第二電感線圈L2、電容C;第一電感線圈Li、第二電感線圈L2和電容C構(gòu)成LC單元；電子開關采用VMOS管；電壓傳感器A和電流傳感器 B的電壓和電流信號送入可編程單片機S，可編程單片機S可根據(jù)電壓傳感器A和電流傳感器B的電壓和電流信號輸出與VMOS管數(shù)量一致的整流控制信號、一個數(shù)控開關控制信號、 一個電子開關控制信號；續(xù)流電路包括10個VMOS管(Ml MN)；每個VMOS管的源極和漏極分別接LC單元的兩端；可編程單片機S的輸出的整流控制信號分別送入每個VMOS管的柵極；數(shù)控開關電路包括VMOS開關管M ；VMOS開關管M的漏極接第二電感線圈L2的一端， VMOS開關管M的源極接第一電感線圈Ll的一端，第二電感線圈L2的另一端與第一電感線圈Ll的另一端相接；可編程單片機S輸出的數(shù)控開關控制信號接VMOS開關管M的柵極；可編程單片機的電子開關控制信號送入電子開關的柵極。
本發(fā)明原理
1、本發(fā)明電源根據(jù)負載功率狀態(tài)改變，用單片機控制數(shù)控開關和電子開關，改變電感線圈電感量，使得電源負載在輕載與重載的情況下電源的脈寬占空比變化不大，電感L 兩端的伏秒積在一個電子開關周期內(nèi)保持平衡。由于車輛工作時DC-DC轉(zhuǎn)換電源負載系統(tǒng)電流變化大但變化較穩(wěn)定的特點，使得DC-DC轉(zhuǎn)換電源可根據(jù)以上特點進行工作，從而提高DC-DC轉(zhuǎn)換電源工作效率。
本發(fā)明可根據(jù)負載功率與電子開關脈沖寬度變化，用VMOS管和電子開關代替整流二級管，用可編程單片機控制VMOS管的開關數(shù)量和開關時間，開關的時間由電源主回路電子開關脈沖寬度與負載的狀態(tài)和LC電路中的電感兩端的伏秒積在一個電子開關周期內(nèi)完全平衡來決定。
2、當電源的電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路能夠根據(jù)負載與電源系統(tǒng)電子開關脈沖寬度進行調(diào)節(jié)導通與截止時，電路中的電感兩端的伏秒積就可以在一個開關周期內(nèi)完全平衡。
本發(fā)明電源采用多個VMOS管和電子開關代替整流二級管，可根據(jù)負載功率情況由可編程單片機控制電子開關脈沖寬度變化，使電源系統(tǒng)電路中的電感兩端的伏秒積在一個開關周期內(nèi)完全平衡，同時通過控制VMOS管的通斷使電源始終工作在最佳的工作效率區(qū)域。此時多個VMOS管的功耗為P= 1/2X0. 001XI2，遠小于整流二極管的功耗；其中 0. 001為十組并聯(lián)VMOS管的全導通電阻(導通電阻為一個VMOS管導通電阻的1/η，η為 VMOS管的個數(shù))，I為電源輸出電流。
權(quán)利要求
1.一種單片機控制的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源，包括輸入電路、電子開關(D)、電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路、輸出電路，所述電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路包括續(xù)流電路、第一電感線圈(Li)和電容(C)； 所述第一電感線圈(Li)和電容(C)構(gòu)成LC單元；其特征在于所述轉(zhuǎn)換電源還包括電壓傳感器(A)、電流傳感器(B)、數(shù)控開關電路和可編程單片機⑶；所述電壓傳感器(A)和電流傳感器(B)的電壓和電流信號送入可編程單片機(S)，所述可編程單片機( 可根據(jù)電壓傳感器(A)和電流傳感器(B)的電壓和電流信號輸出與VMOS 管數(shù)量一致的整流控制信號、一個數(shù)控開關控制信號、一個電子開關控制信號；所述續(xù)流電路包括至少一個VMOS管(Ml MN)；所述每個VMOS管的源極和漏極分別接LC單元的兩端；所述可編程單片機⑶的輸出的整流控制信號分別送入每個VMOS管的柵極；所述數(shù)控開關電路包括VMOS開關管(M)；所述電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路還包括第二電感線圈 (L2)；所述VMOS開關管(M)的漏極接第二電感線圈(L2)的一端，所述VMOS開關管(M)的源極接第一電感線圈(Li)的一端，所述第二電感線圈(L2)的另一端與第一電感線圈(Li) 的另一端相接；所述可編程單片機( 輸出的數(shù)控開關控制信號接VMOS開關管(M)的柵極；所述可編程單片機的電子開關控制信號送入電子開關。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機控制的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源，其特征在于所述續(xù)流電路包括10個并聯(lián)的VMOS管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單片機控制的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源，其特征在于所述電子開關是VMOS管，所述可編程單片機(S)的輸出的控制信號送入電子開關的柵極。
全文摘要
本發(fā)明涉及單片機控制的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源，包括輸入電路、電子開關、電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路、輸出電路，電壓調(diào)整穩(wěn)壓電路包括續(xù)流電路、第一電感線圈電容；第一電感線圈和電容構(gòu)成LC單元；轉(zhuǎn)換電源還包括電壓傳感器、電流傳感器B、數(shù)控開關電路和可編程單片機。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的車用DC-DC轉(zhuǎn)換電源調(diào)試煩瑣、線路復雜、工作效率低的缺點。本發(fā)明電源裝配后所有硬件、結(jié)構(gòu)簡單、無需調(diào)試、可靠性好，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號H02M3/158GK102545613SQ20101059183
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者孫力, 張穎, 曾衛(wèi)東 申請人:西安高度電子科技有限公司