汽车车载系统的电源设计浅析

汽车车载系统的电源设计浅析随着我国汽车行业的高速发展，车载系统在汽车上的应用越来越频繁，许多车载产品，例如车载电视、车载点烟器在方便人们的生活之余，也逐渐成为人们汽车旅途上不可缺乏必需品之一。

而车载系统中通常包括单片机和其他芯片，往往系统性能的好坏很大程度上都是由供电品质的好坏决定，因此，本文根据笔者的个人经验，主要就汽车车载系统的电源设计方面进行了简要介绍。

关键字：汽车；车载系统；电源设计随着我国经济建设的逐渐深入，我国汽车行业的发展速度越来越快，人们生活水平的大幅提高也使得人们对汽车内部车载设备的要求越来越高。

由于汽车上面所涉及到的电子设备种类繁多，开关复杂，例如汽车上面装备有具有自动功能的感性负载，如雨刮器、电动车窗、电喇叭、感性线圈等等，这些电子设备在断电的瞬间都会产生很高的感应电动势，这种瞬间作用的感应电动势会直接作用到一些与蓄电池并联的器件上，从而造成电源串扰、瞬变过压等问题，以至于导致电子元件的故障破坏。

因而，根据上述这些汽车电系的特点，普通的过压、过载保护已经难以适应要求，并且随着集成电路制造技术的逐渐成熟，车载电子设备正逐步朝着体积缩小化，重量减轻化，功率减小化的趋势发展，传统的电源也渐渐不能满足要求。

同时，开关电源的出现以其独有的优势逐渐被广泛采用，尤其是在一些耗电量比较敏感的便携式电子设备中，基本都能见到开关电源的身影。

而本文分别从12V汽油车车载系统和24V柴油车车载系统两种类型对电源设计进行简要阐述。

一、汽车车载系统电源概况（一）蓄电池主要作用（1）在发电机电压低或不发电（发动机处于怠速、停转状态）时，向车载用电设备供电。

（2）当汽车上同时启用的用电设备功率超过了发电机的额定功率时，协助发电机供电。

（3）在其存电不足及发电机负载不多时，将发电机的电能转换为化学能储存起来。

（4）蓄电池相当于一个大电容，可以吸收电路中的瞬变电压脉冲，对汽车上的电气设备及电子元件起到了保护作用。

150W车载逆变电源设计摘要车载逆变电源是安装于汽车上的一款小型化，安全化的逆变电源，能实现将车上蓄电池发出的12V直流电转换为220V交流电的功能。

方便驾驶者对其他电子设备的充电及应用。

随着经济的发展，汽车的数量也随之上涨，同时车辆上的配套设施的需求量也大大提升。

该文章的主要目的就是希望能设计出一款能实现上述功能的电源转换器，即车载逆变电源。

在该电源电路设计中，我们选用两级转换电路实现。

即先通过将直流电变换为直流电，再将转换后的直流电逆变为交流电，分别采用了推挽正激电路和全桥逆变电路。

与此同时，我们采用了正弦脉宽调制技术，提高了电源的效率，并设计了一些保护电路来使之在使用过程中达到安全可靠。

关键词：逆变电源，推挽正激电路, 全桥逆变电路，正弦脉宽调制技术150W car power inverter designABSTRACTAutomotive power inverter is mounted on a small car, safety of the inverter, to achieve 12V DC car battery conversion issue for 220V AC function. The convenience of motorists charged and application of other electronic devices. With economic development, the number of cars has also risen, while the demand for facilities on the vehicle is also greatly enhanced.The main purpose of this article is to hope to be able to design a power conversion functions described above, namely automotive power inverter.In this power supply circuit design, we use two conversion circuits. That is, first by the direct current is converted into direct current, DC inverter and then converted to alternating current, respectively, with a push-pull forward converter and full-bridge inverter circuit. At the same time, we have adopted a sinusoidal pulse width modulation technology to improve the efficiency of the power, and designed a number of protection circuits to make it in the course to achieve safe and reliable.KEY WORDS: Power Inverter, Push Forward Circuit, Full Bridge Inverter Circuit, Sinusoidal Pulse Width Modulation目录前言 (1)第1章设计的总体目标 (3)1.1设计的要求与指标 (3)1.1.1设计简介 (3)1.1.2设计的性能指标 (3)1.2 电源方案选定 (3)1.2.1 电源结构方案选定 (3)1.2.2 直流转直流变换电路方案选定 (5)1.2.3直流转交流变换电路方案选定 (8)1.3 系统方案选定 (8)第2章主电路的设计 (10)2.1 DC-DC 变换电路 (10)2.1.1运行原理 (10)2.1.2 设计参数 (12)2.1.3 原理图 (15)2.2 DC-AC 变换电路 (16)2.2.1 运行原理 (16)2.2.2 设计参数 (17)2.2.3 原理图 (18)第3章控制电路与保护电路的设计 (19)3.1 SG3525 外围电路及其应用 (19)3.1.1 SG3525 芯片介绍 (19)3.1.2 SG3525 芯片外围电路 (20)3.2 STM8S 芯片介绍及其外围电路 (21)3.2.1 STM8S 芯片介绍 (21)3.2.2 STM8S 芯片外围电路 (23)3.3 基于STM8S 芯片的保护电路设计 (23)3.3.1 STM8S 外围电路引脚功能 (23)3.3.2 STM8S 主要功能介绍 (24)3.3.3 过压欠压保护电路设计 (26)3.3.4 PWM 发波电路设计 (27)3.3.5 SPWM 波原理 (27)第4章电路仿真 (31)4.1 DC-DC 电路仿真 (31)4.2 DC-AC 电路仿真 (31)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)附录 (35)外文资料翻译 (44)前言随着经济的高速发展，我们已经进入了一个新的时代--移动互联网时代。

新能源汽车的车载充电系统设计与优化随着环保意识的不断增强和能源危机的逼近，新能源汽车作为替代传统燃油车的重要选择，受到了广泛的关注和推广。

而新能源汽车的车载充电系统的设计与优化，对于提高充电效率、延长电池寿命以及实现可持续发展具有至关重要的作用。

本文将就新能源汽车车载充电系统的设计原则、充电技术和优化方法进行探讨，帮助读者更好地了解与应用。

1. 设计原则新能源汽车车载充电系统的设计要遵循以下原则：高效率、安全性、可靠性和可扩展性。

首先，高效率是其最基本的原则之一，可以通过优化电池的能量转化效率、充电器的电能转化效率以及整个充电系统的能量传输效率来实现。

其次，安全性是不可忽视的因素，设计时需要考虑过电流、过温和短路等异常情况的保护机制。

同时，充电系统也应具备可靠性，确保在各种环境条件下都能正常工作。

最后，可扩展性意味着充电系统需要具备适应未来发展的能力，例如支持不同的充电标准和多种充电方式。

2. 充电技术新能源汽车车载充电系统主要有三种充电技术：直流充电、交流充电和无线充电。

直流充电是最常见和高效的充电方式，适用于长途充电和快速充电。

交流充电则常用于家庭和办公环境，常采用低功率充电桩或插座进行慢充电。

无线充电是一种便捷且高效的充电方式，通过电磁感应实现车辆与充电设备之间的能量传输，但目前仍处于发展初期。

3. 优化方法为了进一步提升新能源汽车的车载充电系统性能，以下是几种常见的优化方法：3.1 电池管理系统优化电池管理系统是新能源汽车车载充电系统的核心，通过对电池的监控和管理，可以延长电池寿命和提高充电效率。

优化电池管理系统主要包括建立准确的电池模型、合理的充电策略和减小充电损耗。

3.2 充电设备智能化充电设备的智能化可以提高充电效率和用户体验。

通过引入智能充电桩和车辆间通信技术，实现对充电状态的实时监测和远程控制，提高充电过程的可视化和自动化水平。

3.3 充电设备网络化充电站的网络化对于提高充电系统的可靠性和可扩展性至关重要。

车载逆变电源毕业设计车载逆变电源毕业设计近年来，随着汽车行业的快速发展，车载电子设备的应用也越来越广泛。

而车载逆变电源作为车载电子设备的核心部件之一，其重要性不言而喻。

本文将探讨车载逆变电源的毕业设计，以期为相关领域的研究者提供一些参考和启发。

首先，我们需要明确车载逆变电源的作用和需求。

车载逆变电源主要用于将汽车电池的直流电转换为交流电，以供车载电子设备使用。

在设计车载逆变电源时，我们需要考虑以下几个方面的需求：1. 输出功率和电压范围：不同的车载电子设备对功率和电压的需求是不同的。

因此，车载逆变电源的设计应该能够满足不同设备的需求，并具备一定的输出功率和电压范围。

2. 效率和稳定性：车载逆变电源的效率和稳定性对于车载电子设备的正常运行至关重要。

高效率的设计可以减少能源浪费，提高车辆的燃油经济性。

而稳定的输出电压可以保证设备的正常工作，避免因电压波动而引起的故障。

3. 尺寸和重量：由于车载空间有限，车载逆变电源的尺寸和重量也是需要考虑的因素。

设计师需要在保证性能的前提下，尽量减小尺寸和重量，以便更好地适应车辆的空间限制。

基于以上需求，我们可以开始设计车载逆变电源。

在设计过程中，我们可以采用以下几个步骤：1. 选择逆变拓扑结构：逆变拓扑结构是车载逆变电源设计的基础，不同的拓扑结构具有不同的特点和适用范围。

常见的逆变拓扑结构包括全桥逆变器、半桥逆变器和单相逆变器等。

根据需求和实际情况，选择合适的逆变拓扑结构是设计的第一步。

2. 选择电子元器件：在设计车载逆变电源时，我们需要选择合适的电子元器件，包括功率开关器件、滤波电感、电容等。

这些元器件的选择应考虑到功率、效率、可靠性和成本等因素。

3. 控制策略设计：车载逆变电源的控制策略直接影响其性能和稳定性。

在设计过程中，我们需要选择合适的控制策略，如PWM调制、电流控制等，以实现稳定的输出和高效率的转换。

4. 效率和稳定性优化：在设计完成后，我们可以通过一些优化措施来提高车载逆变电源的效率和稳定性。

车载电源方案1. 简介车载电源是指用于车辆中的电子设备供电的装置。

随着车载电子设备的普及和功能的增加，对车载电源的要求也越来越高。

本文将介绍车载电源的作用、常见的车载电源方案以及选择车载电源方案的注意事项。

2. 车载电源的作用车载电源在车辆中起到向各种车载电子设备提供稳定电源的作用。

这些车载电子设备包括但不限于：•车载导航系统•车载娱乐系统•车载通讯设备•车载摄像头•车载安全系统这些设备需要长时间稳定的电源供应才能正常工作，而车载电源就是为了满足这些设备的供电需求而设计的。

3. 常见的车载电源方案3.1 车载蓄电池方案车载蓄电池方案是最常见的车载电源方案之一。

它通过将电能转换成化学能储存在蓄电池中，然后再将化学能转换回电能供给车载电子设备使用。

蓄电池方案的优点是成本相对较低、安装方便，同时能够提供较长时间的稳定电源供应。

但是，蓄电池方案需要定期维护和更换蓄电池，否则会影响电源的稳定性和持续性。

3.2 车载变频器方案车载变频器方案是一种将车辆的直流电转换成交流电供给车载电子设备的方案。

它通过变频器将车辆电源的直流电转换成稳定的交流电，以满足车载电子设备的供电需求。

这种方案适用于需要较高功率的车载电子设备，如车载音响系统。

然而，车载变频器方案的成本较高，同时转换过程中可能会有一定的能量损失。

3.3 车载太阳能方案车载太阳能方案是一种利用太阳能来供电的方案。

车载太阳能方案通过安装太阳能电池板在车身上，利用阳光转换成电能，再供给车载电子设备使用。

这种方案的优点是环保、节能、可再生，并且能够提供稳定的电源供应。

然而，由于太阳能的依赖性和受天气条件限制，车载太阳能方案的适用范围较窄，一般适用于停车充电或静态场景。

4. 选择车载电源方案的注意事项选择合适的车载电源方案需要考虑以下几个因素：4.1 供电需求根据车载电子设备的功率需求和工作时间来决定所需的电源容量。

不同的车载电子设备对电源功率的需求不同，因此需要根据实际情况来评估和选择车载电源方案。

汽车电路电源分配的设计汽车是现代人生活中不可或缺的交通工具之一，而汽车电路作为汽车的命脉，电路电源分配设计的好坏直接关乎汽车的安全性、舒适性和使用寿命，所以汽车电源分配设计非常重要。

首先，汽车的电源分配一般由车辆电池作为主要电源，通过整车电气系统连接各个电器设备。

针对车辆电池的选择要根据汽车型号和使用情况而定。

对于普通的小型车，电池电压一般为12V，而对于一些大型卡车，电池的电压可能会达到24V。

在选择电池时，一定要注意其自放电率和循环寿命。

另外，电路电源分配还必须要考虑到不同电器设备的功率、电流和使用时间等因素。

运用负载管理技术实现对电器设备的控制，对各个电器设备的电源进行分配。

在一定的容量范围内进行负载均衡，保证整车电器设备的正常工作，同时也能有效地延长电池的寿命。

针对汽车电器设备的电路电源分配，一般可以分为三个级别：主线、副线和分车线。

主线通常是指供应整个微型控制器、点火发动机和其他高功率负载设备电源的电线。

副线一般是指供应稍微低一点的负载设备的电线，例如车灯、风扇、收音机等设备的电源。

分车线则是针对车门窗电器或者座椅加热器等附属设备的电源需求而开辟的。

在电路电源分配的设计中还要考虑到急停状况下的应急电源配置。

急停电源分配可以使用单独的汽车蓄电池作为应急电源。

在车辆失去主电源的情况下，急停电源可以提供必要的电源支持，保证车辆仍能正常启动和行驶。

此外，为了防止短路和过载等危险情况的发生，汽车电路电源分配中还需要安装保险丝和保护器等电路保护装置。

它们能够在电路负载过大或者出现短路时自动切断电路或者降低电流，起到保护电器设备和车辆的安全作用。

总之，汽车的电路电源分配设计非常重要，需要考虑到不同的因素进行科学、合理地配置。

只有在电源配置的合理性和有效性上下功夫，才能保证汽车电器设备的正常工作，提高汽车的安全性和舒适度。

针对上述电源分配设计方式，还应该注意以下几点：1. 在车辆线路设计上，应该遵循尽量减少传输能量损失和电阻的原则。

车载电源方案在现代社会，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

随着汽车电子设备的不断增加，车载电源的重要性日益凸显。

一个稳定、高效的车载电源方案不仅能够保障车辆电子系统的正常运行，还能为驾驶者和乘客提供更好的使用体验。

接下来，让我们详细探讨一下车载电源方案。

首先，我们来了解一下车载电源的类型。

目前，常见的车载电源主要包括汽车蓄电池、发电机以及车载逆变器。

汽车蓄电池是车辆电气系统的重要组成部分。

它在车辆熄火时为诸如时钟、收音机记忆、防盗系统等提供电力。

常见的汽车蓄电池有铅酸蓄电池和锂离子蓄电池。

铅酸蓄电池成本较低，但相对较重，寿命也较短。

锂离子蓄电池则具有更高的能量密度、更轻的重量和更长的使用寿命，但价格相对较高。

发电机则在车辆运行时为蓄电池充电，并为车辆的电气设备提供电力。

发电机的性能直接影响到车辆电气系统的稳定性。

其输出电压和电流需要在一定的范围内保持稳定，以确保电气设备的正常工作。

车载逆变器则将车辆蓄电池的直流电转换为交流电，以满足一些需要交流电的设备的使用需求，比如笔记本电脑、小型电器等。

在设计车载电源方案时，需要考虑以下几个关键因素。

一是电源的输出功率。

不同的电子设备所需的功率各不相同。

例如，汽车音响、车灯等设备的功率需求相对较低，而车载冰箱、空调等设备的功率需求则较高。

因此，在设计车载电源方案时，需要充分了解车辆上所有电子设备的功率需求，以确保电源能够提供足够的电力。

二是电源的稳定性和可靠性。

车辆在行驶过程中会面临各种复杂的路况和环境条件，如颠簸、高温、低温、潮湿等。

车载电源需要在这些条件下保持稳定的输出电压和电流，以保障电子设备的正常运行。

同时，电源系统还需要具备一定的容错能力和故障诊断功能，以便在出现问题时能够及时进行修复。

三是电源的安全性。

车载电源涉及到高压电和大电流，如果设计不当或使用不当，可能会引发火灾、触电等安全事故。

因此，在设计车载电源方案时，需要严格遵守相关的安全标准和规范，采用可靠的绝缘材料和保护措施，确保电源系统的安全性。

电动汽车车载充电系统的设计与优化随着环保意识的不断提升和政府对汽车尾气排放要求的日益严格，电动汽车成为了当前市场上备受关注的新兴产品。

而作为电动汽车的重要组成部分，车载充电系统的设计与优化则成为了一项亟需解决的技术问题。

本文将从充电技术、系统设计以及优化方面进行详细探讨。

首先，充电技术是车载充电系统设计与优化的基础。

目前主流的车载充电技术有直流快充和交流慢充两种。

直流快充技术通过直接提供高压直流电源，可以迅速将电动汽车电池充满，但需要比较复杂的充电设备支持，成本相对较高。

而交流慢充技术则通过交流电源充电，虽然充电速度较慢，但成本相对较低，适用于家庭充电桩等应用场景。

在设计车载充电系统时，需要根据用户需求以及充电设备的兼容性进行选择。

其次，车载充电系统的设计需要考虑多个方面的因素。

首先是电池管理系统设计，电池是电动汽车的重要组成部分，对充电系统的安全性和效率有着重要影响。

电池管理系统需要监测电池的状态、温度、充电电流等参数，并根据实时数据进行控制保护，确保电池的使用寿命和安全性。

另外，充电接口的设计以及防水、防雷、防火等设计也是必不可少的。

此外，充电设备的互通性和国际标准也需要考虑进去。

不同品牌的电动汽车可能采用不同的充电接口类型以及通信协议，为了提高用户体验，车载充电系统的设计需要具备一定的兼容性。

此外，国际标准的制定也对车载充电系统的设计与优化提出了要求，如IEC 61851和GB/T 20245等标准，通过遵循这些标准可以确保充电系统的安全性和性能。

车载充电系统的优化是为了提高充电效率和用户体验。

首先，可以通过优化充电设备的功率和效率，来提高充电速度和效果。

充电设备的功率与充电速度成正比，但需要考虑到电网负荷能力和电池的充电接受能力。

其次，可以通过智能化的充电调度和管理系统优化充电系统的效率。

例如，通过实时分析电池状态和电网负荷，合理安排充电任务，避免高峰期充电时段的集中发生，提高电网利用率。