2.1　车用电源转换器

节假日与亲友一起驾车出游是大多数有车一族的现代休闲方式。但您如果想在驾车外出休闲时使用电炊具、电吹风等就困难了，因为目前的绝大多数电器设备都是使用220V交流电源，不能适用于汽车电源。车用电源转换器的作用就是解决以上难题，其功能是将汽车上的12V直流电源转换为220V交流电源，作为电水壶、电烤炉、电吹风、电须刀、电子荧光灯等电器设备的电源。

2.1.1　电源转换原理

如图2-1所示为车用电源转换器电路，该电路实际上是一个数字式准正弦波DC∕AC逆变器，具有以下特点：①采用脉宽调制式开关电源电路，转换效率高达90％以上，自身功耗小。②输出交流电压220V，并且具有稳压功能。③输出功率300W，可以扩容至1000W以上。④采用2kHz准正弦波形，无需工频变压器，体积小、重量轻。

车用电源转换器电路由脉宽调制器、开关电路、升压电路、取样电路等部分组成，如图2-2所示为其电路原理方框图。

（1）脉宽调制器

IC为脉宽调制型（PWM）开关电源集成电路CW3525A，其内部集成有基准电源、振荡器、误差放大器、脉宽比较器、触发器、锁存器等，输出级电路为图腾柱形式，具有200mA的驱动能力。

IC内部振荡器的工作频率由其第6、第5脚外接定时电阻和定时电容决定，本电路中振荡频率约为4kHz，通过内部触发器和门电路分配后，从其第11脚与第14脚轮流输出驱动脉冲，控制功率场效应管VT1、VT2轮流导通。

（2）开关升压电路

当VT1导通时（此时VT2截止），+12V电源通过变压器T一次侧上半部分（②端→①端）经VT1到地。当VT2导通时（此时VT1截止），+12V电源通过变压器T一次侧下半部分（②端→③端）经VT2到地。通过变压器T的合成和升压，在变压器T的二次侧即可获得220V的交流电压，其频率约为2kHz。

由于变压器线圈对高频成分的阻碍，二次侧波形已不是方波，可称之为准正弦波。采用较高频率的准正弦波形，有利于提高效率和革除工频变压器，也能使大多数电器正常工作。

IC的第5脚与第7脚之间所接电阻用以调节死区时间，本电路中死区时间约为2μs。设置死区时间可以保证VT1与VT2不会出现同时导通的情况，提高了电路的安全性与可靠性。

（3）取样电路

整流全桥UR与C4、R1～R3等组成取样反馈电路。输出端的220V交流电压经UR整流、C4滤波、R1、R2与R3分压后，从第1脚送入IC内部误差放大器和比较器处理，进而自动控制第11脚与第14脚的输出脉宽（即脉宽调制），达到稳定输出电压的目的。

2.1.2　元器件选用与自制

IC选用集成开关电源脉宽调制器CW3525A（或SG3525A、X3525），工作环境温度为0～70℃，通常可以满足需要。如若需要在寒冷地区使用，可选用CW2525A（-25～85℃）或CW1525A（-55～125℃）。如图2-3所示为CW3525A（CW2525A、CW1525A同）各引脚功能。

VT1、VT2选用N沟道功率场效应管2SK851，或其他耐压30V以上、电流30A以上的N沟道功率场效应管，制作时需安装散热片。VT1、VT2均工作于开关状态，因此管子自身功耗并不很大。

变压器T需自行绕制，选用截面4cm2左右的高频磁芯，一次侧用直径1.5mm漆包线双线并绕20圈，将A线的线尾与B线的线头连接在一起作为中心抽头②脚，A线的线头作为引线①脚，B线的线尾作为引线③脚，如图2-4所示。二次侧用直径0.8mm漆包线绕500圈。

2.1.3　制作与调试

如图2-5所示为电源转换器电路板图，用单面敷铜板制成，并钻好元器件引脚安装孔。

12V直流电源输入端采用汽车点烟器接口，这样使用时很方便。可以选购一只市售点烟器接口，其金属芯柱接正极连线、金属外层接负极连线。也可将点烟器中的电热丝去除，按上述方法接上连线。

还可以自制接口，方法示意图见图2-6，按照点烟器的大小取一圆柱状塑料或有机玻璃，中间固定一小铜柱并连上正极引线，外圈固定上弹性铜片并连上负极引线即可。

220V输出端采用市电插座，以方便使用。整机应装入绝缘外壳，可利用市售多用电源接线板改制。改制时，除去其中部分插座的接触件，以便放入整机机芯。保留部分插座的接触件，以作为220V电源输出插座。机壳上应开有散热孔隙。外形如图2-7所示。

调试时，用交流电压表监测输出端的交流电压，调节R1阻值，使输出电压为220V，固定R1即可。

使用时，将本电源转换器的输入插头插入汽车点烟器插座，用电器插入电源转换输出插座即可。

2.1.4　功率扩容

如需输出更大功率，可选用更大电流的功率场效应管。例如，选用电流达60A的功率场效应管，可使输出功率提高为600W。

也可采用两管并联的方法提高输出功率，如图2-8所示，采用4只2SK851，两两并联，也可制成600W电源转换器。如果图2-8电路中的VT1～VT4都采用电流达60A的功率场效应管，则可使输出功率达1000W以上。

需要注意的是在提高输出功率时，必须相应地增加变压器的磁芯截面和漆包线的线径。另外，输出功率提高后其输入电流也增大，应考虑汽车点烟器至蓄电池间的连接导线的允许载荷，可换粗导线，或将本电源转换器的输入端导线直接接到汽车12V蓄电池上。