本實用新型涉及車載電源技術領域，更具體地說，它涉及一種車載排插電源轉換器。

背景技術：

隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展和生活水平的提高，汽車走進越來越多的家庭，可以說人們的生活已經離不開汽車了。

汽車上能使用的電壓只有汽車本身的電壓，一般分為12V跟24V的汽車，這兩種電壓一是對手機無法充電，二是對AC220V的電器無法使用。

為了讓更多的電器能在汽車上使用，市面上出現多種車載電源轉

器，但這些電源轉換器一般是專用的轉換器，只能將汽車蓄電池的輸出電壓轉換為一些特定的電壓值，例如，將DC12轉AC220V、將DC24V轉220V，將DC12V 轉DC12V 或是DC24V轉DC 24V。這就造成使用者無法將一臺逆變器裝配到不同的汽車上，也無法通過一臺逆變器來給不同的電器供電。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種車載排插電源轉換器，該轉換器具有寬電壓輸入、寬電壓輸入的功能，滿足使用者利用汽車電源來給不同的電器供電的需求。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：

一種車載排插電源轉換器，包括殼體和轉換電路，其特征是：所述轉換電路包括輸入端連接汽車蓄電池的推挽升壓電路、耦接于推挽升壓電路的變壓電路、輸入端連接變壓電路的輸出端的全橋整流電路以及輸入端連接全橋整流電路的差動放大電路，所述轉換電路還包括脈沖信號輸出端連接推挽升壓電路的控制信號輸入端的第一PWM控制模塊、脈沖信號輸出端連接差動放大電路的控制信號輸入端的第二PWM控制模塊，所述全橋整流電路的輸出端引出直流電源接口，所述殼體上設置有連接直流電源接口的直流插座，所述差動放大電路的輸出端引出交流電源接口，所述殼體上設置連接交流電源接口的交流插座，所述轉換電路還包括輸入端連接汽車蓄電池的USB驅動電路，所述殼體上設置連接USB驅動電路的USB接口。

作為優(yōu)選方案：還包括電量檢測電路和設置在殼體上的電量顯示屏，所述電量檢測電路包括單片機和取樣電路，所述取樣電路的輸入端連接USB接口的輸出端以及汽車蓄電池的正極，所述取樣電路的輸出端連接所述單片機的采樣信號輸入端，所述電量顯示屏為與單片機連接的LED數碼管。

作為優(yōu)選方案：所述推挽升壓電路包括PNP型的三極管Q1、PNP型的三極管Q2、N溝道增強型場效應管Q3以及N溝道增強型場效應管Q4、二極管D1以及二極管D2，其中Q1的基集連接第一PWM控制模塊的一個脈沖信號輸出端，Q1的發(fā)射極連接Q3的柵極，Q1的集電極接地；D1陽極連Q1的基集，D1的陰極連接Q1的發(fā)射極；Q2的基集連接第一PWM控制模塊的另一個脈沖信號輸出端，Q2的發(fā)射極連接Q4的柵極，Q2的集電極接地；D2的陽極連接Q2的基集，D2的陰極連接Q2的發(fā)射極；Q3的源極接地；Q4的源極接地。

作為優(yōu)選方案：所述第一PWM控制模塊采用TL494電源控制芯片U1。

作為優(yōu)選方案：所述差動放大電路包括兩組具有相同電路結構的基本放大電路，所述基本放大電路包括N溝道增強型的場效應管Q5和Q6、以及NPN型的三極管Q9，其中Q5的柵極通過電阻R16連接Q9的集電極，Q5的漏極連接整流電路輸出端的正極，Q5的源極連接Q6的漏極；二極管D3的陽極連接Q5的源極，且其陰極連接Q5的柵極；Q9的發(fā)射極接地；電阻R21的一端連接Q9的基集，其另一端連接Q9的發(fā)射極；電阻R17與電阻R23串聯，電阻R23的另一端連接Q9的基集，電阻R17的另一端連接Q6的柵極；Q6的源極接地；二極管D4的陽極連接Q6的柵極，其陰極連接電阻R17與電阻R23的連接點；二極管D5的陰極連接電阻R19，電阻R19的另一端連接Q9的集電極，D5的陽極連接穩(wěn)壓芯片的輸出端；電容C10的正極連接D5的陰極，其負極連接Q5的源極。

作為優(yōu)選方案：所述第二PWM控制模塊包括GS3524電源控制芯片U3，U3的一種脈沖信號輸出端連接電阻R17與電阻R23的連接點。

作為優(yōu)選方案：所述第二PWM控制模塊還包括反饋電路，所述反饋電路包括電阻R25、R26、R27和R28，其中電阻R25、電阻R27以及電阻R28依次串聯，電阻R25的另一端連接汽車蓄電池的正極，電阻R28 的另一端接地；U3的反饋信號輸入端連接電阻R27與電阻R28的連接點；電阻R26的一端接U3的EN引腳，另一端接U3的SW引腳。

作為優(yōu)選方案：還包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路的三端穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路的輸入端連接汽車蓄電池的正極，穩(wěn)壓電路的輸出端連接第一PWM控制模塊、第二PWM控制模塊以及電量檢測、顯示電路的電源輸入端。

與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點為：輸入電壓范圍寬并且輸出電壓范圍寬，該電源轉換器的輸入電壓范圍為9-36V，能夠與市面上絕大多數汽車的蓄電池適配；另外，該電源轉換器可以輸出140-300V的直流電壓，可以為不同的直流用電設備供電；同時，該電源轉換器還能輸出100-230V的交流電，可以為不同的交流用電設備供電；此外，該電源轉換器還配備5V的USB接口，為一些電子設備充電。該電源轉換器的通用性高，適用范圍很廣，極大地方便了使用者。該電源轉換器還具有電量顯示功能，對蓄電池的剩余電量以及USB接口的輸出電壓、電流進行實時顯示，以便于使用者了解電源轉換器的運行狀況。

附圖說明

圖1為車載排插電源轉換器的外部結構示意圖；

圖2為車載排插電源轉換器的原理簡圖；

圖3為車載排插電源轉換器的電路原理圖；

圖4為驅動放大部分、第一控制部分以及升壓整流部分的電路圖；

圖5為差動放大部分以及第二控制部分的電路圖；

圖6為USB驅動部分以及電量檢測、顯示部分的電路圖。

附圖標記說明: 1、殼體；2、三孔插座；3、兩孔插座；4、USB接口；5、開關；6、顯示屏。

具體實施方式

參照圖1，一種車載排插電源轉換器。包括殼體1，在殼體1上設置有提供交流電源以及直流電源的的三孔插座2和兩孔插座3，另外，在殼體1上還設置有用于輸出DC5V電壓的USB接口、用于顯示蓄電池當前電量的顯示屏6以及用于控制電源轉換器啟停的開關5按鈕。

參照圖2，該電源轉換器包括高壓和低壓兩種電壓輸出電路。其中，高壓部分主要包括逆變電路，逆變電路的輸入端連接汽車蓄電池的輸出端，逆變電路的輸出端連接三孔插座以及兩孔插座。低壓部分主要包括USB驅動電路，USB驅動電路的輸入端連接汽車蓄電池的輸出端，USB驅動電路的輸出端連接USB接口。

參照圖3，逆變電路包括輸入端連接蓄電池的輸出端的驅動放大電路、輸入端連接驅動放大電路的輸出端的升壓電路、輸入端連接升壓電路的輸出端的整流電路；逆變電路還包括穩(wěn)壓電路、第一控制電路、第二控制電路以及差動放大電路，穩(wěn)壓電路的輸入端連接蓄電池的輸出端，差動電路的輸入端分別與穩(wěn)壓電路的輸出端以及整流電路的輸出端連接，第一控制電路的輸入端連接穩(wěn)壓電路的輸出端且其控制信號輸出端連接驅動放大電路的控制信號輸入端，第二控制電路的輸入端連接穩(wěn)壓電路的輸出端且其控制信號輸出端連接差動放大電路的控制信號輸入端。

參照圖4，穩(wěn)壓電路采用78L12三端穩(wěn)壓芯片U2，穩(wěn)壓芯片的輸入端通過開關按鈕S連接汽車蓄電池的輸出端。

汽車蓄電池輸出DC9-36V電壓，經IC78L12穩(wěn)壓電路的作用后變?yōu)橹绷?2V電壓為控制電路供電。

第一控制電路采用TL494電源控制芯片U1，U1的11、12號腳連接穩(wěn)壓芯片的U2的輸出端。電阻R3與電阻R6串聯，電阻R3的另一端接地，電阻R6的另一端連接U1的3號腳；電容C4與電阻R5串聯，電容的另一端接地，電阻的另一端連接U1的1號腳；電阻R7、電阻R9與電阻R8依次串聯，電阻R7的另一端連接U1的16號腳，電阻R8的另一端連接U1的2號腳，電阻R9與電阻R9的連接點接地；電阻R9為可調電阻；電容C8與電阻R10串聯，電容C8的另一端連接U1的6號腳，電阻R10的另一端連接U1的7號腳；瞬變抑制管Z1、瞬變抑制管Z2和電阻R2依次串聯，瞬變抑制管Z1的另一端連接汽車蓄電池的正極，電阻R2的另一端連接電容C4與電阻R5的連接點；電容C6的正極連接U1的3號腳，其負極連接電容C4的正極；電阻R12與電阻R13串聯，電阻R13的另一端連接蓄電池的正極，電阻R12的另一端連接U1的15號腳，電阻R15為可調電阻；電阻R11的一端連接電阻U1的15號腳，其另一端接地。

驅動放大電路為推挽電路，其包括PNP型的三極管Q1、PNP型的三極管Q2、N溝道增強型場效應管Q3以及N溝道增強型場效應管Q4、二極管D1以及二極管D2。其中Q1的基集連接U1的10號腳，Q1發(fā)射極連接Q3的柵極，Q1的集電極接地；D1陽極連Q1的基集，D1的陰極連接Q1的發(fā)射極；Q2的基集連接U1的9號腳，Q2的發(fā)射極連接Q4的柵極，Q2的集電極接地；D2的陽極連接Q2的基集，D2的陰極連接Q2的發(fā)射極；Q3的源極接地；Q4的源極接地。

升壓電路為變壓器T1，T1的一次側線圈的一端連接Q3的漏極且另一端連接Q4的漏極。汽車蓄電池的正極連接T1的一次側線圈的中間抽頭。

整流電路為全橋整流電路，整流電路耦接于T1的二次側線圈。整流電路的輸出端引出直流輸出接口DC-OUT。

車載電源轉換器連接汽車蓄電池后，按下開關按鈕后，穩(wěn)壓電路接通蓄電池。驅動放大電路和第一控制電路得電開始工作。

PWM控制芯片U1在工作時，其9號腳和10號號分別輸出PWM脈沖控制信號，兩路PWM脈沖控制信號經過三極管Q1和三極管Q2的放大后通向場效應管Q3和場效應管Q4的柵極，在PWM脈沖控制信號的控制下，Q3和Q4交替導通，在變壓器T1的一次側線圈的兩端分別形成相位相反的交流電壓。通過改變PWM脈沖控制信號的占空比，使Q3和Q4的導通與截止時間發(fā)生改變，可以調節(jié)T1一次側線圈上的交流電壓。本電源轉換器可以在T1的一次側線圈上產生頻率為30KHz-50KHz，電壓值為100V-230V(占空比不變，電壓根據汽車電瓶輸入電壓)左右的交流電壓。

經過全橋整流電路的整流后，30KHz-50KHz，100V-230V的交流電轉換成100V-300V左右的直流電，從電源轉換器的直流輸出接口DV-OUT輸出。直流輸出接口連接殼體上的直流電源插座。

該電源轉換器適用于輸出電壓范圍為9-36V的汽車蓄電池，其輸出的直流電的電壓范圍為100-300V。相比于以往的電源轉換器，該種電源轉換器具有較寬的輸入電壓范圍以及交寬的直流電壓輸出范圍。該電源轉換器可以市面上絕大部分汽車的蓄電池適配，其通用性很高，用戶將該電源轉換器安裝在任意型號的汽車上后，可以為多種直流用電設備供電，十分方便。

參照圖5，差動放大電路包括四個N溝道增強型的場效應管Q5、Q6、Q7、Q8以及兩個NPN型的三極管Q9和Q10。其中，Q5的柵極通過電阻R16連接Q9的集電極，Q5的漏極連接整流電路輸出端的正極（將節(jié)點a1與節(jié)點a2連接），Q5的源極連接Q6的漏極；二極管D3的陽極連接Q5的源極，且其陰極連接Q5的柵極；Q9的發(fā)射極接地；電阻R21的一端連接Q9的基集，其另一端連接Q9的發(fā)射極；電阻R17與電阻R23串聯，電阻R23的另一端連接Q9的基集，電阻R17的另一端連接Q6的柵極；Q6的源極接地；二極管D4的陽極連接Q6的柵極，其陰極連接電阻R17與電阻R23的連接點；二極管D5的陰極連接電阻R19，電阻R19的另一端連接Q9的集電極，D5的陽極連接穩(wěn)壓芯片的輸出端（將b1節(jié)點與b2節(jié)點連接）；電容C10的正極連接D5的陰極，其負極連接Q5的源極。

Q7的柵極通過電阻R11連接Q10的集電極，Q7的漏極連接整流電路輸出端的正極7，Q7的源極連接Q8的漏極；二極管D6的陽極連接Q7的源極，且其陰極連接Q7的柵極；Q10的發(fā)射極接地；電阻R22的一端連接Q10的基集，其另一端連接Q10的發(fā)射極；電阻R18與電阻R24串聯，電阻R24的另一端連接Q10的基集，電阻R18的另一端連接Q8的柵極；Q8的源極接地；二極管D7的陽極連接Q8的柵極，其陰極連接電阻R18與電阻R24的連接點；二極管D8的陰極連接電阻R20，電阻R20的另一端連接Q10的集電極，D8的陽極連接穩(wěn)壓芯片的輸出端（將b1節(jié)點與b2節(jié)點連接）；電容C11的正極連接D8的陰極，其負極連接Q7的源極。

第二控制電路采用GS3524電源控制芯片U3，U3的12、13和15號腳連接穩(wěn)壓芯片的輸出端。U3的11號腳連接電阻R18與電阻R24的連接點，U3的14號腳連接電阻R17與電阻R23的連接點。

電阻R25、電阻R27以及電阻R28依次串聯，電阻R25的另一端連接汽車蓄電池的正極，電阻R28的另一端接地；U3的1號腳連接電阻R27與電阻R28的連接點；電阻R26的一端接U3的2號腳，另一端接U3的16號腳；電阻R25、電阻R27以及電阻R26構成反饋電路。

電容C13的一端接U3的16號腳，另一端接地；電容C14與電阻C16串聯，電容C14的一端接U3的1號腳，電容C16的另一端接地；電阻R29的一端接U3的1號腳，另一端接U3的9號腳；電阻R31的一端接U3的2號腳，另一端接地；電阻R30與電阻R32串聯，電阻R30的另一端接U3的6號腳，電阻R32的另一端接地；電容C15的一端接U3的7號腳，另一端接地。

當電源轉換器工作時，高壓直流電通過R25，R27串聯與R26分壓后到U3的 1腳內部比效器，U3從而能得到電壓反饋值，U3便能夠依據反饋值控制其輸出脈沖信號的占空比,使其11號腳和14號腳輸出頻率為50HZ的交流信號。U3 GS3524的14腳輸出50HZ的交流信號經Q9、Q5、Q6組成的差動放大電路后，在Q6的漏極——即AC1腳輸出50V-150V的交流電。同理11腳輸出的50HZ交流信號經Q10，Q7,Q8差動放大電路后在Q8的漏極——即AC2腳輸出50V-150V的交流電，AC腳的輸出電壓與AC2腳的輸出電壓的相位相反，這樣就在交流輸出接口AC-OUT處形成了100V-240V 且頻率為50HZ的交流電壓。交流輸出接口與殼體上的交流電源插座連接。

由于該電源轉換器的交流輸出電壓為100-240V，其輸出的交流電壓的范圍相比于傳統(tǒng)的電源轉換器要廣很多。在該電壓范圍內，市面上大多數配備適配電源的用電設備，比如手機、平板以及一些家用電器等都能從該電源轉換器獲取交流電源。顯然，該電源轉換器的適用范圍、場合十分寬廣。

參照圖6，USB驅動電路包括采用AAP6150A車充芯片U4。U4的1號腳連接汽車蓄電池的正極；電阻R35的一端連接U4的3號腳，另一端接地；電容C20的一端接U4的2號腳，另一端接U4的3號腳；電阻R34與電容C19串聯，電阻R34的另一端接U4的2號腳，電容C19的另一端接U4的3號腳；N溝道增強型的場效應管Q12的柵極通過電阻R45連接U4的7號腳，Q12的源極接地；N溝道增強型的場效應管Q11的柵極通過電阻R44與U4的9號腳連接，Q11的源極接Q12的漏極，Q11的漏極通過電容C17接地；電容C22與電阻R43串聯，電容C22的另一端接U4的10號腳，電阻的R43的另一端接U4的8號腳；電感L1的一端接U4的8號腳，另一端接USB接口的輸入端。

USB驅動電路將汽車蓄電池的輸出9-36V直流電壓轉化為DC5V的電壓，并從USB接口輸出。

電量檢測、顯示電路包括型號為AT8PC71AS的單片機U5以及LED數碼管。電量檢測部分包括USB取樣電路，USB取樣電路包括由電阻R52、電阻R55、電阻R56以及電容C26構成的檢測電路以及由電阻R49和電容C27并聯構成的微分電路。其中,電阻R55與電阻R56并聯，電阻R52與電容C26串聯，電阻R52的另一端連接由電阻R55和R56構成的并聯支路的一端，電容C26的另一端連接前述并聯支路的另一端；前述并聯支路的一端連接USB接口的輸出端，電阻R52與電容C26的連接點與U4的4號腳連接。電阻R48的一端連接USB接口的輸出端，另一端連接U5的12號腳。該微分電路的輸入端連接U5的12號腳，該微分電路的輸出端接地。

USB接口的電壓、電流檢測是通過單片機U5與USB取樣電路來實現的。電源轉換器在工作時，USB接口輸出端的電壓、電流經過取樣后輸送到單片機U5的12號腳，從而就能使U5獲得USB接口輸出的電壓值和電流值信息。

電量檢測部分還包括蓄電池取樣電路，蓄電池取樣電路包括檢測電阻R41和由電阻R42與電容C21并聯構成的微分電路。電阻R41的一端接U5的9號腳，另一端接蓄電池的正極；該微分電路的輸入端接U5的9號腳，該微分電路的輸出端接地。

電量顯示部分采用LED數碼管。數碼管的a、b、c、d、e、f腳分別通過上拉電阻對應連接U5的1、5、6、7、8、13號腳。

蓄電池的電量檢測是通過單片機U5與蓄電池取樣電路來實現的。電源轉換器在工作時，R41、R42分壓到單片機U5的9號腳，單片機U5內部將采集到的電壓與參照電壓進行比較，從而就能獲得電量信息。

單片機U5驅動LED數碼管，LED數碼管對汽車蓄電池的當前剩余電量以及USB接口的輸出電壓、電流進行顯示。使用者就能時刻了解電源轉換器的運行狀況。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。