无绕组元件的汽车笔记本电脑电源。方案、说明

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为了给大多数笔记本电脑供电，需要大约 19V 的恒定电压。已知的汽车电源转换器电路是根据使用变压器或存储扼流圈的升压脉冲转换器的原理构建的。与它们不同的是，所提出的器件实现了带有二极管电容器倍压器的推挽式逆变器。

输出电压的稳定是通过脉宽 (SHI) 调节方法实现的。

主要技术特点

输入电压，V .... 11 ... 15
输出电压，V .... 19
最大输出电流，A ...... 4,7
效率，% .......61...83
转换频率，kHz ...... 25
尺寸，毫米....... 130x85x60
重量，公斤....... 0,6

米。 1（点击放大）

装置框图如图所示。 1. 该装置是在专用微电路KR1114EU4（DA1）的基础上制成的，它是推挽式SHI控制器。该微电路产生持续时间受控的矩形脉冲。元件C4和R7将微电路的内部振荡器的频率设置为大约25kHz，分频器R3R4将脉冲之间的最小暂停持续时间设置为大约8μs（大约是脉冲重复周期的20%）。这种暂停可防止开关期间直通电流流过晶体管。使用分压器 R1R2R6 和 DA1 芯片的内部运算放大器来实现稳定反馈。该运算放大器的输入端（DA1 芯片的引脚 2 和 1）接收反馈和参考电压信号，控制电压在运算放大器的输出端（DA3 芯片的引脚 1）生成。

电容器 C1 可以消除来自转换器输出的电压纹波。运算放大器的频率校正通过元件 R5 和 C3 上的电路进行。 DA1 微电路（引脚 8-11）的输出（其输出晶体管的集电极和发射极）使用连接在桥式电路中的两对互补的强大晶体管 VT1-VT4 来控制逆变器。

倍压器连接到逆变器的输出，包含肖特基整流器VD1-VD4和电容器C5-C7。电阻器 R9 和 R12 将 DA1 芯片的输出电流限制在 0,17 ... 0,25 A，并相应地限制晶体管 VT1-VT4 的基极电流，以防止其过载。选择流经这些晶体管基极的电流，以便将其集电极的电流限制在 5 ... 10 A 的水平。

双倍器的工作原理如下。我们假设微电路引脚 8 和 9 之间的内部晶体管开路。此时，晶体管VT1和VT4打开，VT2和VT3关闭。在这种情况下，电容器C5通过二极管VD1充电，C6到VD4向电容器C7充电，电容器C1为负载供电。随后是暂停，在此期间微电路的内部输出晶体管以及晶体管VT4和VT10都关闭。暂停后，微电路引脚 11 和 2 之间的内部晶体管打开，晶体管 VT3 和 VT1 打开，而 VT4 和 VT6 保持关闭。在这种情况下，电容器C2通过二极管VD5充电，并且电容器C3通过VD7给电容器C1充电。然后再次暂停，在此期间所有晶体管VT4-VT2都关闭，之后重复该过程。电容器CXNUMX抑制输入电源电路中的干扰，还可以防止转换器产生的脉冲噪声渗透到车辆的车载网络中。

当输入电压低于最小允许值（10...11 V，取决于负载电流）时，转换器退出稳压模式，其输出电压下降。

无绕组元件的汽车笔记本电脑电源
图。 2

组装好的设备板外观如图所示。 2. 芯片KR1114EU4（DA1）可以用类似产品MB3759R、TL494CN、KA7500V、IR9494替代。您可以分别使用 KT8102A 和 KT1A，代替晶体管 KT3B（VT8101、VT2）和 KT4B（VT8102、VT8101）。晶体管VT1和VT2应安装在一个散热器上，P”3和VT4安装在另一个散热器上。海滩散热器的面积约为200 cm2。在基极电流传输系数较低的互补对晶体管上，存在更多的压降和散热，因此将每个臂桥中的晶体管安装到公共散热器上可以均衡它们的热条件，而不需要将晶体管与散热器进行电气隔离。

肖特基二极管 2D219A (VD1-VD4) 可以替换为 2D219、2D2998、KD2998 系列中的其他二极管。这些二极管的安装没有散热器。您可以使用带有索引“A”或“AC”的MBR1035、MBR1045、KD271-KD273，将每个二极管安装在面积为10...15 cm2的单独散热器上，或通过公共散热器上的绝缘垫片安装面积为60平方厘米。其他指标的二极管KD2 - KD271以及KD273、213D2、231D2、251D2、252D2、2992D2、KD2993-KD2995系列都适用，但每个二极管的散热面积必须增加到2997 cm25。

氧化物电容器 C2、C5-C7 的设计必须允许至少 3 A 的脉冲电流，并且具有尽可能低的等效串联电阻 (ESR)，即属于“低 ESR”类别。这使您可以减少输出电压纹波并提高设备的可靠性。例如，WL、TL或TZ系列的Jamicon电容器是合适的。如果需要的话，可以用几个相同的并联电容器来代替它们中的每一个。在这种情况下，我们可以暂时假设允许的脉冲电流与所连接的电容器的数量成比例地增长。

由于器件的电源电路中流过大量的脉冲电流，因此在布局印刷电路板时，重要的是器件电源部分使用的公共线和正电源母线连接到器件的相应导体上。电容器C2端子上的小电流部分。否则，可能会导致设备发生故障和其他故障。

调节电阻器 R1 的电机设置转换器的输出电压；其范围为 18...20 V。转换器输入到板载网络以及输出到笔记本电脑的连接如下：与之前的设计方式相同。

作者：K.加夫里洛夫

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