[实用新型]一种车电升压器及带有该升压器的储能－转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种车电升压器，本实用新型还涉及一种带有该车电升压器的储能-转换装置。

背景技术

随着经济技术的发展和工作生活条件的改善，越来越多的小型电器设备已经源源不断地渗入人们的日常工作和生活，人们对其潜移默化的依赖性也在不断地增强。现代生活已离不开小型电器，而小型电器的工作当然也不能没有电源。随着现代人消费空间的扩展和经营场所的开拓，在荒郊野外旅游、娱乐、工作的机会越来越多，而这些场合大多都没有交流电源，很多小型电器设备自然也就无法使用，这是现代人们经常会体验到的一种烦恼，而目前市场上可供在这种场合下应用的小型交流电源产品却并不多见。

随着我国经济的快速发展，现有能源的严重短缺及其自身的不可再生性已经引起了国家和政府部门的高度关注，节约能源已经成为我们目前的一项重要国策。在注重能源综合利用，立足余能有效回收的前提下着手进行小型电源设计开发，需要投入更多的实践和深入的研究。

我国是一个汽车大国，包括农用拖拉机在内的各种机动车数量极为庞大，已达1.5亿辆，还有田间作业的各种拖拉机保有量也达到数千万辆，而这些动力车在正常工作中都会生成很多余电，过去由于对此没有加以回收利用，都是被白白地释放掉了。如果能够将这一统计起来数目十分惊人的巨大能源加以有效地收集和应用，尤其是用其来制备一种能够适合于在缺少电源场合使用的小型交流电源，对于建设资源节约型、环境友好型的和谐社会，方便群众都具有十分重大的现实意义。目前国内有关这方面的工作开展得不多，可供借鉴的经验则更为少见。

发明内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是提供一种车电升压器，作为车电收集利用设备的核心装置，该车电升压器要能够适应车辆余电的特点，最完全、最稳定地将其提升至蓄电池可接受的恆定电压。本实用新型要解决的第二个技术问题是利用上述升压器设计一种性能稳定，并具有足够贮存容量的储能-转换装置。

为了实现上述发明目的，我们进行了反复的研究和论证。首先，我们对车辆余能长期以来一直没有得到有效利用的具体原因做了详细的分析。

1、车电微弱电压多，如小油门、空转油门所生成的余能，尽管这部分能量数量很多，回收意义也更大，但是其生成的电压却很低，通常只有几伏，明显低于蓄电池12伏的充电电压，无法直接加以回收。如果将其先升压然后再储存，现有的变压器又都不具备调升直流电压的功能。

2、输出电压稳定性差，如果将余能直流电先转变为交流电，然后再用变压器升压，这样做虽然从理论上能够达到升压的目的，但是由于车电输入电压的波动通常都很大，只要有很小的输入压差就会引起很大的输出变化，无法实现稳定地变交。

3、输入电压波动大，如果采用现代电压模块升压，虽然输出电压可以实现稳定，但其输入电压的允许变化范围却很窄，多为10-12V/DC，也不适合对机动车不断变化的大压差输入电压的升压。

正是由于车辆余能自身存在着上述弱点，所以才造成了长期以来没能得到有效地收集和利用。依据上述分析我们会发现，要想完成一种车电储能转换器的研发，其核心的任务就是首先应设计出一种能够适合车辆微电自身弱点的车电升压器，为此我们进行了反复的研究和试验，以下是我们的设计方案。

该车电升压器由两个二极管、一个电感，电容和一块LMADJS数字集成电路电连接构成；具体连接结构是电感和二极管串联在该车电升压器的火线上，LMADJS数字集成电路的输入端通过一个续流二极管与车电升压器火线的输入端连接，输出端连接车电升压器火线的输出端，接地端连接车电升压器的地线，两个信号采集端连接在电感的两端，在车电升压器输出端的火线、地线之间连接一个电容。

上述方案的升压基本原理是当LMADJS的开关闭合时，电感L有电流通过，从而储存电能，产生感生电压，其极性为左正、右负，致使续流二极管V_D1截止；当LMADJS的开关断开时，电感L产生的感生电压反向，其极性为右正、左负。致使续流二极管V_D1导通；电感L储存的电能经二极管V_D2向负载供电，同时对电容C充电。显然，只要LMADJS的开关频率足够高，V₀就会恒定不变，V₀＝V_I+V_L，故而实现稳定的升压作用。

利用上述的车电升压器，我们又完成了储能-转换器的完整设计。