某型车载综合电源的研发

薛 鸿

(山西大众电子信息产业集团有限公司第一研究所，山西 太原 030024)

随着武器装备信息化建设的发展，军用车辆的车载用电设备越来越多，用电量也越来越大，一方面车辆本身的供电系统不能满足车载电器设备的用电需要，另一方面，军用车辆常在野外使用，为保证持续、安全、可靠地使用车载电器设备，避免因断电引起信息丢失和工作损失，要求军用车辆供电方式多样化。

车载综合电源能对不同类型的输入电源进行整合，并对输入电源进行滤波净化处理，为设备提供高精度、高可靠的交流供电和直流供电。车载综合电源在交流和直流供电切换的过程中不间断交流输出和直流输出，并具有完善的保护功能。

1 总体工作原理

车载综合电源由功率因数校正模块,输入电源检测模块,DC/DC稳压模块，电源管理模块,输入、输出状态显示模块，充电模块，逆变模块7个功能模块组成，图1是车载综合电源方框图。

交流输入时，交流电经过交流滤波器滤波处理、功率因数校正电路AC/DC后，由DC/DC稳压电路将其变换为DC25.5V。在交流输入时，当综合电源检测到蓄电池存在时，通过交流充电模块为蓄电池充电。

硅发供电时，硅发提供的是DC28V，由DC/DC稳压电路将其变换为稳定的DC25.5V，输出供直流负载使用。逆变器将硅发提供的DC28V变换为AC220V输出。在硅发供电时，当综合电源检测到蓄电池存在时，通过直流充电模块对蓄电池进行充电管理。

图1 车载综合电源方框图

蓄电池供电时，蓄电池提供的直流电，经过DC/DC稳压电路后，输出供直流负载使用。逆变器将蓄电池提供的直流电变换为AC220V输出。

太阳能电池供电时，太阳能电池提供的直流电，经过太阳能充电模块为蓄电池充电。在太阳能电池供电时，综合电源仅对蓄电池充电，不对外提供交流和直流输出。

所有直流输入都具有反接保护和过、欠压检测功能。

当交流输入、硅发输入、蓄电池输入、太阳能电池输入同时存在时，优先使用交流供电，优先顺序为：交流输入——硅发输入——蓄电池输入——太阳能电池输入。

2 模块功能及设计

2.1 功率因数校正模块

功率因数校正模块用于提高系统的有功功率，并具有过压保护、过流保护、过热保护、防浪涌电流等功能。该模块可并联使用，实现功率扩展，提高总输出功率。图2是功率因数校正模块原理框图。

图2 功率因数校正模块原理框图

2.2 输入电源检测模块

输入电源检测模块用于对交流输入、硅发输入、蓄电池输入，太阳能的输入进行检测，具有输入过、欠压保护和直流输入电压反接保护的功能。并通过检测交流、直流输入电压，为控制模块提供控制依据。图3和图4分别是交流电压检测电路和直流电压检测电路。

图3 交流电压检测电路

图4 直流电压检测电路

2.3 电源管理模块

电源管理模块对输入电源检测模块的检测结果进行分析判断，对交流输入、硅发输入、蓄电池输入，太阳能输入等不同的输入自动进行识别，实现同步自动切换，确保用电设备在切换时不掉电。并将各电源输入状态送入输入、输出状态显示模块，同时对蓄电池组进行充电管理。其中，电源切换电路的核心器件是控制开关，由单片机控制开关的导通与断开，实现输入电源的自动切换。图5是电源管理模块原理框图。

图5 电源管理模块原理框图

2.4 其他功能模块

DC/DC稳压模块用于将交流或直流输入电压变换为稳定的直流电压。DC/DC稳压模块由输入过压保护、输出过压保护、输出过流保护、过热保护等电路组成。

输入、输出状态显示模块显示当前电源输入、输出的状态,并显示输出的电压值、电流值以及蓄电池电量。指示灯为绿色，表示当前输入或输出状态正常；指示灯为红色，表示输入或输出状态异常。

充电模块由交流电充电模块和直流电充电模块组成，用于给蓄电池组充电。当系统由直流电源供电时逆变模块将直流电源逆变为交流220V电压。

3 结束语

为适应军用车载综合电源系统设计种类较多的特点，需依据目标车辆车内用电设备的相关指标要求进行设计，并依据总体和用户需要增加和完善相应功能。