CN103545904B - 一种大功率车载供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率车载供电系统，包括大功率变换电路和同步整流充电电路；大功率变换电路包括磁场开关K5、输入过载保护器、低通滤波器和磁场开关K4、输出过载保护器、负载装置以及车载LED显示屏；同步整流充电电路包括自动电压调节器、控制主板、三段式充电器、逆变器和蓄电池。本发明提供的大功率车载供电系统，自动化程度更高，可控性强，同时可以适应感性负载和瞬时超载。
Description
技术领域
本发明涉及车载供电设备领域，尤其涉及一种大功率车载供电系统。
背景技术
传统车载电源供电方式存在诸多技术缺陷，然而目前在汽车上仍然大量使用，传统的车载供电系统对整车用电安全保护非常有限。主要原因是传统车载电源供电方式中供电电路工作电流小，不能适应大功率的感性负载（即负载装置包括有车载空调，车载冰箱和车载音箱等大功率输出设备）；这时应用传统的车载供电系统时，蓄电池、发电机输出电压不稳定给整车的供电系统造成安全隐患和影响。
综上，现有的车载供电系统存在的问题是，功率小，不支持感性负载，不能及时可靠的提供汽车以及负载设备的所需要的电流或者电压。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大功率车载供电系统，以解决上述问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种大功率车载供电系统，包括大功率变换电路和同步整流充电电路；
所述大功率变换电路包括磁场开关K5、输入过载保护器、低通滤波器和磁场开关K4、输出过载保护器、负载装置以及车载LED显示屏；接线方式为：磁场开关K5的输入端连接市电或发电机，磁场开关K5的输出端连接输入过载保护器的输入端，输入过载保护器的输出端连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端分别连接自动电压调节器的输入端和磁场开关K4的输入端，所述磁场开关K4的输出端连接输出过载保护器的输入端，输出过载保护器的输出端连接负载装置以及车载LED显示屏；
所述同步整流充电电路包括自动电压调节器、控制主板、三段式充电器、逆变器和蓄电池；接线方式为：自动电压调节器的第一输出端连接控制主板的输入端，自动电压调节器的第二输出端连接磁场开关K4的输入端，控制主板的输出端连接三段式充电器的输入端，三段式充电器的输出端连接蓄电池的正极，蓄电池的负极连接逆变器的输入端，逆变器的输出端连接控制主板。
与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：
本发明提供的一种大功率车载供电系统，其中，分析上述结构可知：自动电压调节器（AVR）是一种密封电子装置，通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流，稳定无刷发电机之间输出电压的要求，具有低频与无输入信号保护装置。其可以适应大功率感性负载的输出要求。其可以根据同步发电机端电压实现自动化调整。参见本发明实施例提供的大功率车载供电系统的电路接线图可知：当同步发电机两端的端电压较大时（例如：接入负载装置功率较大时），自动电压调节器可以根据实现电压放大（即升压），调整发电机的输出电压以满足感性负载对较大功率输出的要求。
因此，本发明提供的大功率车载供电系统，可以适应感性负载对较大功率输出的要求。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的大功率车载供电系统的电路接线图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例一
参见图1，本发明实施例一提供了一种大功率车载供电系统100，包括大功率变换电路和同步整流充电电路；
所述大功率变换电路包括磁场开关K5、输入过载保护器1、低通滤波器2和磁场开关K4、输出过载保护器8、负载装置10以及车载LED显示屏9；
所述大功率变换电路接线方式为：磁场开关K5的输入端连接市电或发电机，磁场开关K5的输出端连接输入过载保护器1的输入端，输入过载保护器1的输出端连接低通滤波器2的输入端，低通滤波器2的输出端分别连接自动电压调节器3的输入端和磁场开关K4的输入端，所述磁场开关K4的输出端连接输出过载保护器8的输入端，输出过载保护器8的输出端连接负载装置10以及车载LED显示屏9；
所述同步整流充电电路包括自动电压调节器3、控制主板4、三段式充电器6、逆变器61和蓄电池7；接线方式为：自动电压调节器的第一输出端连接控制主板的输入端，自动电压调节器的第二输出端连接磁场开关K4的输入端，控制主板的输出端连接三段式充电器的输入端，三段式充电器的输出端连接蓄电池的正极，蓄电池的负极连接逆变器的输入端，逆变器的输出端连接控制主板。
显然，对于该大功率车载供电系统中的发电机，属于本领域技术人员可以理解的公知常识，本发明实施例对此不再一一赘述。
需要说明的是，自动电压调节器（AVR）是一种密封电子装置（自动电压调节器通过磁场开关K1、磁场开关K2和磁场开关K3实现不同的触点控制），通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流，稳定无刷发电机之间输出电压的要求，具有低频与无输入信号保护装置。其可以适应大功率感性负载的输出要求。其可以根据同步发电机端电压实现自动化调整。参见本发明实施例提供的大功率车载供电系统的电路接线图可知：当同步发电机两端的端电压较大时（例如：接入负载装置功率较大时），自动电压调节器可以根据实现电压放大（即升压），调整发电机的输出电压以满足感性负载对较大功率输出的要求。
因此，本发明提供的大功率车载供电系统，需要对电路结构进行改装，可以适应感性负载对较大功率输出的要求。
下面对上述车载供电系统的具体结构做进一步说明：
较佳地，上述车载供电系统还包括车载LED显示屏9；
所述车载LED显示屏与所述控制主板电连接；所述控制主板分别与各个磁场开关电连接。
较佳地，上述车载供电系统还包括光伏发电系统11；
所述光伏发电系统11与所述蓄电池7电连接。
需要说明的是，太阳能是世界上广泛应用的新能源，本发明实施例涉及的车载供电系统利用光伏发电系统为负载装置供电。光伏发电系统与蓄电池电连接，进而当所处太阳能能源丰富的工况环境下，可以直接为蓄电池充电；由于太阳能属于清洁环保能源，因此采用光伏供电系统可以大幅减少长时间使用发电机产生的污染以及热量，并且克服了现有技术中系统供电时车辆不能移动，移动受限的技术缺陷。
较佳地，
所述蓄电池为深循环密封免维护蓄电池。
需要说明的是，本发明实施例提供的大功率车载供电系统中所使用的蓄电池为深循环密封免维护蓄电池。其具有高性能、长寿命、无污染、免维护、安全可靠的卓越性能。
常用的蓄电池主要分为四类，分别为普通蓄电池、干荷蓄电池、湿荷蓄电池和免维护蓄电池四种。免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。由于其良好的使用性能，所以其同样将会提升大功率车载供电的实用性和使用寿命。
其中：深循环蓄电池在放电的时候电池容量可以放得很低，而且对电池本身寿命不会有非常大的影响。
较佳地，
所述控制主板包括微处理器。其中，控制主板上可能还包括其他电气元件，对此本发明实施例不再一一赘述。分析本发明实施例中大功率车载供电系统的其原理实质是：采用了PWM模式进行控制，其中微处理器是最重要的处理芯片，其用于检测模拟电路中部分器件的具体情况从而实现对电路的自动控制。例如：具体应用时，当车载供电系统中外接市电或是发电机突然断电时，微处理器可以监测到某个触点位置的电平跳变进而判断到当前车载供电系统已经断电了，由于微处理器分别与各个磁场开关电连接，所以这时微处理器可以控制相应的磁场开关和电源开关实现闭合或是断开。显然当车载供电系统已经断电时，系统将自动在5毫秒内将蓄电池由直流电压转换为交流电压，然后为LED显示屏以及负载设备供电，这样本发明实施例即可以解决瞬时超载的技术问题。
其中：PWM模式脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的模式。
本领域技术人员应该可以理解：
其工作原理如下：参见图1，本产品将输入的市电或发电机电能（自动切换）经过输入过载保护器1及低通滤波器2后直接经过K4磁场开关及输出过载保护器8后给车载LED屏及其它负载供电，并同时经过K1，K2，K3磁场开关及AVR自动电压调节器3经过智能控制主板控制通过三段式充电器6对深循环免维护电池进行三段式充电，始终保持蓄电池有充足的电量；
待深循环免维护电池充满电能或外接市电及发电机断电时本产品通过电源开关5及大功率逆变器经过智能控制主板控制，通过AVR自动电压调节器3调节为交流220V电压后经过K4磁场开关及输出过载保护器8后给车载LED显示屏9及其它负载供电；
在此过程中车顶上的光伏发电系统一直对深循环免维护电池进行充电，保持深循环免维护电池有充足的能源并节省其它能源。
较佳地，
所述逆变器的功率范围为1000W到6000W。
瞬间超载功率是额定功率的3倍。
综上所述，本发明实施例提供的大功率车载供电系统采用微电脑芯片（即微处理器）控制、人性化设计操作更方便，LED屏实时显示并可以通过该人机界面实现手动控制，其结构自动化程度高，可自动切换市电或蓄电池供电。
采用PWM模式，设有大功率（BOOST）变换电路和同步整流充电电路，采用三段式（恒流、恒压、浮充）充电机对一组深循环免维护蓄电池进行充电，始终保持蓄电池有充足的电量，并且能与市电和发电机以及其他电力源（包括太阳能供电）进行完美的匹配，同时通过逆变装置为交流负载供电。
本设备具有操作简单，工作稳定，可直接带大功率负载开机。且无噪声、无污染、并可承受恶劣高温环境的考验，设有高速降温风扇，在超过温度范围时迅速启动，保证系统安全可靠运行。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种大功率车载供电系统，其特征在于，
包括大功率变换电路和同步整流充电电路；
所述大功率变换电路包括磁场开关K5、输入过载保护器、低通滤波器和磁场开关K4、输出过载保护器、负载装置以及车载LED显示屏；接线方式为：磁场开关K5的输入端连接市电或发电机，磁场开关K5的输出端连接输入过载保护器的输入端，输入过载保护器的输出端连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端分别连接自动电压调节器的输入端和磁场开关K4的输入端，所述磁场开关K4的输出端连接输出过载保护器的输入端，输出过载保护器的输出端连接负载装置以及车载LED显示屏；
所述同步整流充电电路包括自动电压调节器、控制主板、三段式充电器、逆变器和蓄电池；接线方式为：自动电压调节器的第一输出端连接控制主板的输入端，自动电压调节器的第二输出端连接磁场开关K4的输入端，控制主板的输出端连接三段式充电器的输入端，三段式充电器的输出端连接蓄电池的正极，蓄电池的负极连接逆变器的输入端，逆变器的输出端连接控制主板。
2.如权利要求1所述的大功率车载供电系统，其特征在于，
所述车载LED显示屏与所述控制主板电连接；所述控制主板分别与各个磁场开关电连接。
3.如权利要求1所述的大功率车载供电系统，其特征在于，
还包括光伏发电系统；
所述光伏发电系统与所述蓄电池电连接。
4.如权利要求3所述的大功率车载供电系统，其特征在于，
所述蓄电池为深循环密封免维护蓄电池。
5.如权利要求1所述的大功率车载供电系统，其特征在于，
所述逆变器的功率范围为1000W到6000W。
6.如权利要求1所述的大功率车载供电系统，其特征在于，
所述控制主板包括微处理器。
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