一种带手机无线充电的逆变器的制作方法

文档序号:14885265发布日期:2018-07-07 11:42阅读:413来源:国知局

本实用新型涉及逆变器领域,具体涉及一种可无线输电的多用途改进型车载逆变器。



背景技术:

在当今时代,汽车已经走入了越来越多的家庭。并给人们带来了无数便利,逆变器是汽车上常用的设备,可以将车载电池(一般为12V)转为220V交流电供手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机甚至是老年人呼吸机充电。而老式逆变器只能为单一电子产品充电,用途单一而且因为插孔的数量和类型都稀少,导致使用受到局限;结构不合理导致逆变器发热发烫,安全性受到质疑,其连接线的长度也要受到很大的限制,后排、副驾驶的乘员因充电线或者连接线的距离不够以致无法充电的情况时有发生。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种改进型可无线输电的多用途车载逆变器,以保证输出负载电压不会过低,还能固定在车座之上,节省空间,可以让后排乘员不受距离限制充电,并且供多种电子产品充电,既可以作为应急手电筒使用又保证了安全性。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:包括盒体和装在盒体内部的车用电源转换器;所述盒体为金属盒体,其内层为人造石墨层,其外层附有绝缘材料层,其正面上方为无线输电感应基座,其两个侧面设有散热孔群,其顶部嵌入有照明灯和两个USB接口,其背面有强力粘带;

所述电源转换器,其特征在于包括误差放大器、振荡电路、PWM比较器、第一反相器、功率管、基准电压产生电路、软启动电路、过零比较器、第一与门、第一与非门、第一电容、第二反相器、同步管、储能电感、滤波电容、第一电阻和第二电阻:所述误差放大器是对经过所述第一电阻和所述第二电阻分压产生的反馈电压和所述基准电压产生电路产生出的基准电压的差值进行放大;所述振荡电路产生振荡信号;所述PWM比较器是根据所述误差放大器产生出的电压与所述振荡电路产生的振荡信号进行比较产生出PWM信号;所述第一反相器是对所述PWM比较器输出的信号进行反相,同时驱动所述功率管和所述第一与非门;所述功率管是对所述储能电感进行储能,并输出电流;所述基准电压产生电路是产生基准电压作为所述误差放大器参考电压;所述软启动电路是产生软启动信号,减小在上电过程中的过冲电流损坏电源系统;所述过零比较器是在用来在电感续流阶段检测电感电流是否下降为零,当所述同步管的电流下降接近零时,过零比较器输出低电平,关闭所述同步管,防止电感中电流倒灌;所述第一与门是对所述过零比较器和所述软启动电路进行与的关系,正常工作时,所述软启动电路的输出为高电平,所述过零比较器的输出也为高电平;所述第一与非门、所述第一电容和所述第二反相器组成延时单元,为了防止所述功率管和所述同步管毁坏性的导通电流产生;所述同步管是为了所述储能电感续流;所述储能电感是对所述开关管流过的电流进行储能,对所述同步管流过的电流进行续流;所述滤波电容对所述储能电感输出的电压进行滤波产生直流电压;所述第一电阻和所述第二电阻组成分压反馈电阻是对输出电压进行分压反馈给所述误差放大器;所述误差放大器的正输入端接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端,负输入端接所述基准电压产生电路的输出电压,输出端接所述PWM比较器的正输入端;所述PWM比较器的正输入端接所述误差放大器的输出端,负输入端接所述振荡电路的输出振荡信号,输出端接所述第一反相器的输入端;所述第一反相器的输入端接所述PWM比较器的输出端,输出端接所述功率管的栅极和所述第一与非门的一输入端;所述功率管的栅极接所述第一反相器的输出端,源极接输入电源VIN,漏极接所述储能电感的一端和所述过零比较器的正输入端和所述同步管的漏极;所述过零比较器的正输入端接所述功率管的漏极和所述储能电感的一端和所述同步管的漏极,负输入端接地,输出端接所述第一与门的一输入端;所述第一与非门的输出端接所述第一电容的一端和所述第二反相器的输入端,所述第一电容的另一端接地,所述第二反相器的输出端接所述同步管的栅极,所述第一与非门、所述第一电容和所述第二反相器组成驱动所述同步管的延时电路,防止所述功率管和所述同步管有同时导通的时刻避免了两个管子的通过大电流而损坏;所述同步管的栅极接所述第二反相器的输出端,源极接地,漏极接所述功率管的漏极和所述过零比较器的正输入端和所述储能电感的一端;所述储能电感的一端接所述功率管的漏极和所述同步管的漏极和所述过零比较器的正输入端,另一端为转换器的输出端和所述滤波电容的一端和所述第一电阻的一端,所述滤波电容的另一端接地;所述第一电阻的一端接转换器的输出端和所述储能电感的一端,另一端接所述第二电阻的一端和所述误差放大器的负输入端,所述第二电阻的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的带手机无线充电的逆变器,其特征在于所述的盒体,其正面右下角设有两孔插座,其正面左下角设有控制照明灯的开关、电源导通指示灯和三孔插座,其底部设有逆变器与车载电源的接通线;所述的插座和照明灯、USB接口都通过导线与车用电源转换器相连。

所述的盒体,其正面右下角设有两孔插座,其正面左下角设有控制照明灯的开关、电源导通指示灯和三孔插座,其底部设有逆变器与车载电源的接通线;所述的插座和照明灯、USB接口都通过导线与车用电源转换器相连。

所述的散热孔群,单个孔径为6mm。

所述的绝缘材料层,由虫胶、树脂或橡胶制成,厚度为2mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果:

1.可保证逆变器输出负载时用电需求:

由于USB接口和三孔,两孔插座以及照明灯、无线输电基座直接装在逆变器盒体上靠近电源转换器,从而保证了逆变器输出负载时电压足够,使在盒体顶部的照明灯在夜晚行驶不宜打开车内车灯又继续照明的情况下可以使用其应急。

2.方便手机和平板电脑的充电:

在盒体的正面装有无线输电基座,支持手机和平板电脑的充电,将感应插头插入手机的充电口,贴上对应的感应贴,就可以在3米范围以内进行充电,方便便捷。

3.在盒体的正面有三孔插座和两个双孔插座,保证了例如笔记本电脑、数码摄像机甚至是老人呼吸机等大功率电子设备的充电。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的后视图。

图3为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供的带手机无线充电的逆变器(简称逆变器),其结构如图1和图2所示,包括车用电源转换器和盒体2,其中:车用电源转换器装在盒体2的内部。盒体2为金属盒体,其内层为人造石墨层,外层附有绝缘材料层。在盒体2的正面右下角设有两孔插座8;在盒体2的正面左下角,设有控制照明灯的开关7,电源导通指示灯6,以及三孔插座9;在盒体2的正面上方为无线输电感应基座3;在盒体2的两个侧面对称式设有散热孔群4;在盒体2的顶部嵌入有照明灯5和两个USB接口1;在盒体2的底部设有逆变器与车载电源的接通线10;在盒体2的背面有强力粘带11。所述的插座和照明灯、USB接口都通过导线与车用电源转换器相连。

所述的盒体2采用双层结构设计,其中:第一层(内层)是人造石墨层,人造石墨具有很好的散热性,第二层(外层)附有绝缘材料层,这种设计可以极大地提高逆变器的散热性,让其使用变得十分安全、高效。所述人造石墨由市场上购买,例如杜邦可等材料公司,可以方便购得。所述绝缘材料层是虫胶、树脂、橡胶均可,在市场上也很方便购买。

所述的强力粘带11由市场上购买,可以多次重复使用。该强力粘带用于粘附在车座之上,且可以随时取下,节省空间,有免去路途颠簸造成的不安全因素。

所述的无线输电感应基座3,可由市场上购买,采用法拉第电磁感应定律,电流通过无线输电基座产生磁场,磁场通过无线输电模块,也就是线圈,然后线圈有磁场通过产生感应电流,就可以充电了,该无线输电感应基座用于手机的无线充电。

所述的散热孔群4,单个孔径为6mm,其用于逆变器的热量散发。

所述的照明灯5,用于在夜晚行驶不宜打开车内车灯又继续照明的情况下,可以使用其应急。

所述的车用电源转换器,是一种使用方便的可由市场上购买的电压转换部件(如TL494或KA7500芯片),装在盒体2的内部,用于直流电和交流电的转换。车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM(脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。

本实用新型提供的可无线输电的多用途改进型车载逆变器,其工作过程如下:

将逆变器与车载电源接通线10插入逆变器接口,观察电源导通指示灯6是否亮起,亮起代表逆变器开始工作,没亮起代表逆变器接口不稳或者车载蓄电池电量用尽或是其它故障;将无线输电插头和感应贴粘上手机,就可和无线输电感应基座3进行无线充电,将手机充电线插入USB接口1就可以进行手机有线充电,两孔插座8和三孔插座9插入插头即可工作;若要使用照明灯5,按下控制照明灯的开关7就可以使用了。若车内物件过多,或者行驶去目的地的路途颠簸,可以用强力粘带11将逆变器粘附在车座之上。

电源转换器,如图2所示,包括误差放大器101、振荡电路102、PWM比较器103、第一反相器104、功率管105、基准电压产生电路106、软启动电路107、过零比较器108、第一与门109、第一与非门110、第一电容111、第二反相器112、同步管113、储能电感114、滤波电容115、第一电阻116和第二电阻117:

所述误差放大器101是对经过所述第一电阻116和所述第二电阻117分压产生的反馈电压和所述基准电压产生电路产生出的基准电压的差值进行放大;

所述振荡电路102产生振荡信号;

所述PWM比较器103是根据所述误差放大器101产生出的电压与所述振荡电路102产生的振荡信号进行比较产生出PWM信号;

所述第一反相器104是对所述PWM比较器103输出的信号进行反相,同时驱动所述功率管105和所述第一与非门110;

所述功率管105是对所述储能电感114进行储能,并输出电流;

所述基准电压产生电路106是产生基准电压作为所述误差放大器101参考电压;

所述软启动电路107是产生软启动信号,减小在上电过程中的过冲电流损坏电源系统;

所述过零比较器108是在用来在电感续流阶段检测电感电流是否下降为零,当所述同步管113的电流下降接近零时,过零比较器输出低电平,关闭所述同步管113,防止电感中电流倒灌;

所述第一与门109是对所述过零比较器108和所述软启动电路107进行与的关系,正常工作时,所述软启动电路的输出为高电平,所述过零比较器108的输出也为高电平;

所述第一与非门110、所述第一电容111和所述第二反相器112组成延时单元,为了防止所述功率管105和所述同步管112毁坏性的导通电流产生;

所述同步管113是为了所述储能电感114续流;

所述储能电感114是对所述开关管流过的电流进行储能,对所述同步管流过的电流进行续流;

所述滤波电容115对所述储能电感输出的电压进行滤波产生直流电压;

所述第一电阻116和所述第二电阻117组成分压反馈电阻是对输出电压进行分压反馈给所述误差放大器101。

所述误差放大器101的正输入端接所述第一电阻115的一端和所述第二电阻116的一端,负输入端接所述基准电压产生电路106的输出电压,输出端接所述PWM比较器103的正输入端;

所述PWM比较器103的正输入端接所述误差放大器101的输出端,负输入端接所述振荡电路102的输出振荡信号,输出端接所述第一反相器104的输入端;

所述第一反相器104的输入端接所述PWM比较器103的输出端,输出端接所述功率管105的栅极和所述第一与非门110的一输入端;

所述功率管105的栅极接所述第一反相器104的输出端,源极接输入电源VIN,漏极接所述储能电感114的一端和所述过零比较器108的正输入端和所述同步管113的漏极;

所述过零比较器108的正输入端接所述功率管105的漏极和所述储能电感114的一端和所述同步管113的漏极,负输入端接地,输出端接所述第一与门109的一输入端;

所述第一与非门110的输出端接所述第一电容111的一端和所述第二反相器112的输入端,所述第一电容111的另一端接地,所述第二反相器112的输出端接所述同步管113的栅极,所述第一与非门110、所述第一电容111和所述第二反相器112组成驱动所述同步管113的延时电路,防止所述功率管105和所述同步管113有同时导通的时刻避免了两个管子的通过大电流而损坏;

所述同步管113的栅极接所述第二反相器112的输出端,源极接地,漏极接所述功率管105的漏极和所述过零比较器108的正输入端和所述储能电感114的一端;

所述储能电感114的一端接所述功率管105的漏极和所述同步管113的漏极和所述过零比较器108的正输入端,另一端为转换器的输出端和所述滤波电容115的一端和所述第一电阻116的一端,所述滤波电容115的另一端接地;

所述第一电阻116的一端接转换器的输出端和所述储能电感114的一端,另一端接所述第二电阻117的一端和所述误差放大器101的负输入端,所述第二电阻的另一端接地。

上电后所述软启动电路107的输出端从低电平逐步上升到高电平,此时所述基准电路产生电路106输出稳定的基准电压,在这一过程中输入电源VIN通过所述功率管105向所述储能电感113输出电流,输出电压VOUT经过所述第一电阻115和所述第二电阻116分压得到的反馈电压与所述基准电压产生电路产生的基准电压经所述误差放大器101放大得到的误差电压信号决定所述PWM比较器输出的脉冲的占空比,从而决定电感电流;在所述功率管101关断时,所述同步管112导通进行续流,直到所述过零比较器108检测到所述储能电感113的电流反向,所述过零比较器108输出为低电平,关闭所述同步管112;反馈电压的变化将通过所述误差放大器101引起驱动所述功率管105信号占空比的变化,从而控制所述功率管101的导通和截止时间以达到稳压的目的。

本实用新型的实施例只是介绍其具体实施方式,不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改,故凡依照本实用新型专利范围所做的等效变化或修饰,均属于本实用新型专利权利要求范围内。。

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