逆變器對(duì)手機(jī)充電的創(chuàng)新研究

李文凱 崔軼倫 劉含 李向哲 陳舟 李廣意

摘? 要：目的：探究逆變器對(duì)手機(jī)充電的創(chuàng)新研究。 方法：制作一個(gè)能夠讓充電寶能夠接上閃充電源適配器給手機(jī)充電的部件，取6部同樣的閃充手機(jī)，6部同樣的充電寶，分為兩種，一組的手機(jī)用數(shù)據(jù)線連接充電寶上直接給手機(jī)充電。另一組手機(jī)則用閃充電源適配器連接數(shù)據(jù)線，再連接在改裝后的逆變器上在充電寶上充電，兩組實(shí)驗(yàn)組對(duì)比相同充電時(shí)間所充電電量。結(jié)果：使用改裝后的逆變器連接充電效果比直接用充電寶充電效果要好，并且充電時(shí)間在一定范圍內(nèi)越長(zhǎng)效果更明顯。結(jié)論：改裝的逆變器具有使充電寶給手機(jī)充電更快的功能。

關(guān)鍵詞：逆變器;閃充手機(jī);加速充電效果

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)的用電設(shè)備對(duì)逆變器控制性能要求也越來(lái)越高，逆變器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)而也越來(lái)越廣泛[1]。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，汽車由最開(kāi)始的代步工具逐步成為人們生活中的必需品，愛(ài)車族戶外使用的電子產(chǎn)品越來(lái)越多，如音響、車載冰箱、手提電腦、充電器等[2]。車載逆變器的作用越來(lái)越大，在戶外時(shí)成為一些電子產(chǎn)品的充電來(lái)源，因此本實(shí)驗(yàn)是改裝車載逆變器，從而間接加快充電寶對(duì)手機(jī)的充電速度，并對(duì)其做研究。

1材料與方法

1.1材料：車載逆變器，閃充手機(jī)，閃充電源適配器，閃充手機(jī)數(shù)據(jù)線，電路連接線。

1.2方法：車載逆變器是將12v的直流電變?yōu)?20v交流電的電流轉(zhuǎn)換器，剛好可以將充電寶的低壓直流電，變?yōu)?20v的交流電，由于充電寶輸出電壓為5v，所以在充電寶與車載逆變器之間再連接一個(gè)5v升12v的升壓模塊（用數(shù)據(jù)線改裝連接），然后將12v升220v的車載逆變器連接在升壓模塊上。再將閃充電源適配器插在改裝后的車載逆變器上，就可以使用閃充電源適配器和電源線給閃充手機(jī)充電了。

1.3分組方法：取6部同樣型號(hào)的閃充手機(jī)，6部同樣型號(hào)的充電寶，保證閃充手機(jī)電量一樣（或者讓兩部手機(jī)電量用完），保證兩部充電寶電量都十分充足。并將手機(jī)編號(hào)為1號(hào)，2號(hào)，3號(hào)4號(hào) 5號(hào) 6號(hào)。將1，2，3號(hào)手機(jī)用原裝數(shù)據(jù)線連接手機(jī)，再連接在充電寶上直接充電。4，5，6號(hào)手機(jī)則用原裝閃充電源適配器連接數(shù)據(jù)線連接手機(jī)，再將電源適配器插在改裝后的逆變器上，插在充電寶上充電，1號(hào)4號(hào)為第一組比較，充電 10分鐘比較1號(hào)4號(hào)所充電量;2號(hào)5號(hào)為第二組進(jìn)行比較，充電20分鐘比較2 號(hào)5號(hào)所充電電量;3號(hào)6號(hào)第三組，充電30分鐘比較所充電電量。

1.4觀察指標(biāo)：觀察一二三組中兩種充電方式所充電電量。

2.結(jié)果與分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)充電寶使用改裝變壓模塊給手機(jī)充電的電量比充電寶直接給手機(jī)充電的電量要多，由表格數(shù)據(jù)得出1.2.3號(hào)手機(jī)在10min，20min，30min的充電時(shí)間下充電量分別為6%，18%，28%。4.5.6號(hào)手機(jī)在10min，20min，30min的充電時(shí)間下充電量分別為10%，26%，32%?？闯鱿嗤囊欢〞r(shí)間內(nèi)，使用改裝變壓模塊連接充電寶給手機(jī)充電的電量比充電寶直接給手機(jī)充電的電量要多，所以用改裝變壓模塊連接充電寶給手機(jī)充電充電速度相較于直接用充電寶充電更快。

3.討論

隨著科技的發(fā)展和汽車的普及，人們逐漸將汽車視為一種可以代步也可以?shī)蕵?lè)的交通工具。越來(lái)越多的車主會(huì)在自己的車輛上裝配電子設(shè)備，如：移動(dòng)電視、音響、DVD等，并且越來(lái)越多的人會(huì)在車輛上使用各種可移動(dòng)電子設(shè)備。因此，車載逆變電源的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了適應(yīng)車載電子設(shè)備的需求，逆變電源的設(shè)計(jì)要求是從12V直流電源升壓逆變到220V/50Hz交流輸出[3]。

由于充電寶輸出電壓為5v，直接用車載逆變器連接充電寶，不能達(dá)到升壓效果，實(shí)驗(yàn)中加入了一個(gè)5v升12v的升壓模塊，將充電寶電壓升到12v，從而使車載逆變器可以使用。由于本實(shí)驗(yàn)使用的是低壓逆變器。有文獻(xiàn)中提出了兩種新型的單級(jí)式隔離DC/AC逆變電源的結(jié)構(gòu)拓?fù)洹霕蚴絾渭?jí)逆變電路拓?fù)浜屯仆焓絾渭?jí)逆變拓?fù)?，分析了它們的工作原理及特點(diǎn)。電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，可靠性較高。并且仿真和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試結(jié)果證明，該電路拓?fù)湓诓煌再|(zhì)負(fù)載下能夠準(zhǔn)確工作，電氣性能優(yōu)，效率較高，適用于小功率高壓和低壓直流輸入電源[4]。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有的實(shí)驗(yàn)組逆變器電壓有波動(dòng)現(xiàn)象，還需改進(jìn)，有研究表明，HXD3C型機(jī)車供電電壓波動(dòng)的過(guò)程，通過(guò)跟蹤監(jiān)測(cè)列車供電柜供電電壓的數(shù)據(jù)，找出電壓波動(dòng)的原因，并提出了對(duì)策，從而取得了良好的效果[5]。而對(duì)于本實(shí)驗(yàn)中的電壓損耗問(wèn)題，需要降低其損耗問(wèn)題，其他研究表明：通過(guò)比較車載逆變器傳統(tǒng)推挽升壓電路及其改進(jìn)型，穩(wěn)態(tài)分析了改進(jìn)型拓?fù)?，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)變壓器元件損耗分析，提出了變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)。并且他們的試驗(yàn)驗(yàn)證表明，設(shè)計(jì)方案能夠有效減小變壓器的損耗，提高車載逆變器的效率[6]。對(duì)于此實(shí)驗(yàn)中，由于對(duì)電壓波動(dòng)的原因還未理解完全，所以對(duì)于電壓波動(dòng)還需進(jìn)一步探討。

參考文獻(xiàn)

[1]李棟，易映萍，謝明，等.基于HPWM調(diào)制技術(shù)的車載逆變器設(shè)計(jì)[J].電源技術(shù)，2016，40（1）：180-183.

[2]鄧嘉，張輝，馬皓.基于PIC單片機(jī)車載逆變電源逆變器的研究[J].機(jī)電工程，2008，25（6）：88-90.

[3]鄒軼. 車載逆變電源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D].湖南大學(xué)，2014.

[4]龔春英，陳敏，李偉，嚴(yán)仰光.新型單級(jí)式DC/AC逆變器（英文）[J].Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau，2002（01）：19-23.

[5]杜建波，葉鵬.一起HXD_（3C）型機(jī)車DC600V供電電壓波動(dòng)的原因分析及對(duì)策[J].軌道交通裝備與技術(shù)，2014（06）：40-41.

[6]蔡錦森，陳為，陳慶彬.車載逆變器磁元件損耗優(yōu)化[J].電器與能效管理技術(shù)，2015（15）：46-50+75.

作者簡(jiǎn)介：李文凱（1999年5月），男，湖南，長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院本科生。

通訊作者：李廣意，女，長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院。