車載筆記本電源適配器的設計

0 引 言

　　信息社會的高速發(fā)展使人們對筆記本電腦的依賴與日俱增，希望能隨時隨地獲取信息，但筆記本電腦的使用時間總是不盡人意。有了車載電源，無論是在公路上，還是在野外，用戶均不必擔心自己的電腦因電力不足而無法工作。目前，市面上不少車載電源，是先將汽車蓄電池的12 V電壓升高到AC220 V，再通過電腦本身的適配器給筆記本供電。但是，兩次電壓變換導致效率降低，汽車蓄電池的電量很快被用光，導致車上其它用電設備工作異常。本設計是將汽車點煙器輸出的12 V直流電源直接轉(zhuǎn)換為可供絕大多數(shù)型號筆記本使用的19 V電壓，可調(diào)整的范圍在±0。5 V。輸入電壓的范圍在10 V～15 V。即使輸入電壓有較大的波動，輸出電壓也有較好的調(diào)節(jié)能力。

　　1 升壓轉(zhuǎn)換器的工作原理

　　汽車點煙器輸出的直流電壓為12 V，即使在發(fā)動機運行時也不超過13 .8 V，低于筆記本電腦通常所需的19 V電壓。利用升壓轉(zhuǎn)換器來完成電壓的轉(zhuǎn)換，基本電路如圖1 所示，它由電源開關T、二極管D、儲能電感L 和濾波電容C 組成。電感不斷充放電，感應電壓加到電源電壓上由此產(chǎn)生的輸出電壓就高于汽車點煙器所提供的電壓。

圖1 升壓轉(zhuǎn)換器電路結構

　　升壓轉(zhuǎn)換電路可看作受兩個開關控制，電源開關S 和二極管D。在任何特定時間內(nèi)只允許其中一個開關閉合，電路的兩種工作狀態(tài)如圖2 所示。

　　(1)S 導通，D 截止時:輸入直流電源UIN經(jīng)電感線圈L 和開關S 形成IIN電流通路。直流電源向電感充電，電感L 的電流線性增加，電能以磁能形式存儲在線圈中。此時，二極管D 反偏，輸出負載電流IOUT由原來存儲在電容C 上的能量來提供，如圖2(a)所示。

　　(2)S 截止，D 導通時:由于電感L 中的電流不能躍變，將在線圈中感應出如圖2 (b)所示的反極性感生電壓。因此，感生電壓的極性為左負右正。此時的二極管D 進入正向?qū)顟B(tài)，原來在S 導通期間存儲在電感線圈中的能量通過二極管D 提供給電容C 和負載RL 。C 在此階段充電的能量在下一個S 截止的期間提供給負載RL 。

圖2 升壓轉(zhuǎn)換器的原理:接通階段(a)和關閉階段(b)