【正文】 中 , 首 先 設 置 各 比 較 PWM 輸 出 引 腳 為 高 阻 態(tài) , 然 后 采 樣 值 和 工 藝 參 數(shù) 計 算 蓄 電 池 停 充 與 負 脈 沖 放 電 時 間 , 計 算 所 得 到 的 值 量 化 后 裝 入 通 用 定 時 器 2 相 應 的 寄 存 器 中 , 接 著 啟 動 通 用 定 時 器 2 , 輸 出 PWM信 號 , 從 而 對 蓄 電 池 進 行 去 極 化 。 所 以 , 去 極 化 子 程 序 , 第 一 置 各 比 較 P W M 輸 出 引 腳 為 高 阻 態(tài) , 從 而 閉 合 開 關 元 件 S1S4。結果顯示,這種充電方法的充電效率相對傳統(tǒng)充電方法有很大的提高；該設計采用80C196KB單片機作為控制電路的核心,以此對充電方式的切換進行控制,并且在理論上進行了探討；使用了高頻開關電源技術,以移相控制的零電壓PWM變換電路為核心,對充電電源進行了總體設計。參考文獻[1] ；[2] 王鴻麟,錢建立,周曉軍．智能快速充電器設計與制作[M]．北京: 科學出版社,2001: 9599．[3] 錢良國．智能充電技術和智能充電器[M]．北京: 鐵道標準設計出版社,1999: 201205．[4] 楊晉,蔡麗娟．數(shù)字技術在開關電源控制中的應用和發(fā)展[J]．開關電源技術,2006,24(2): 3340．[5] 林成武,高國強．單片機控制的蓄電池充電器[J]．沈陽工業(yè)大學報,1996,1(5): 3436．[6] 周震宇,張軍明,錢照明．基于PIC單片機的數(shù)字式智能鉛酸電池充電器的設計[7] MAXIM ,Nicd/NiMH．Battery Fastcharge Controllers．1997.[8] 楊幫文．實用電池充電器與保護器電路集錦．電子工業(yè)出版社．2001[9] 邱書波．蓄電池自動充放電控制器的設計與實現(xiàn)[M]．西安: 西安電子科技大學出版社,2001: 3233．[10] 劉賢興,李眾．[M]．北京: 機械工業(yè)出版社,2003: 7882．[11] 李恩琪．直流電源充電裝置的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應用[M]. 安徽: 安徽電力,2005,22(3): 33～34．[12] 胡漢才．單片機原理及其接口技術[M]．北京: 清華大學出版社,1999: 6569．[13] 周震宇,張軍明,錢照明．基于PIC單片機的數(shù)字式智能鉛酸電池充電器的設計[14] 張彥琴: 鉛酸蓄電池技術的發(fā)展,電子工業(yè)出版社,P1P3[15] 周志敏、周紀海、紀愛華: 充電器電路設計與應用,人民郵電出版社,P14P16[16] 林成武,高國強．單片機控制的蓄電池充電器[J]．沈陽工業(yè)大學報,1996,1(5): 3436．致 謝此次畢業(yè)設計歷時三個月,是我大學學習中遇到過的時段最長、涉及內容最廣、工作量最大的一次設計。經歷了幾個月的日日夜夜,經過我與老師的不懈努力,克服的各項困難,終于完成。通過設計,我深刻領會到基礎的重要性,畢業(yè)設計不僅僅能幫助學生檢驗大學四年的學習成果,更多的是畢業(yè)設計可以幫助我們更加清楚的認識自我,磨練學生的意志與耐性,這會為學生日后的工作和生活帶來很大的幫助。為了指導我的畢業(yè)設計,他犧牲了自己的休息時間,他無私奉獻的敬業(yè)精神令我欽佩,在此我向他表示我誠摯的感謝,因為他,我才能在各方面取得顯著的進步。我此次的任務是做一個項目的招標文件。設計了能量回饋電路.,始終實時地去除蓄電池的極化電壓。 當 產 生 通 用 定 時 器 2 發(fā) 生 周 期 中 斷 時 , 調 用 其 周 期 中 斷 服 務 程 序 , 關 閉 通 用 定 時 器 2 , 此 次 去 極 化 放 電 結 束 。 圖14 充電系統(tǒng)的主程序框圖 實 時 時 鐘 中 斷 服 務 程 序 進 入 實 時 時 鐘 中 斷 服 務 程 序 后 , 開 始 采 集 鉛 酸 蓄 電 池 的 端 電 壓 、 溫 度 與 充 電 電 流 值 , 然 后 和 蓄 電 池 的 工 藝 參 數(shù) 進 行 比 較 , 再 判 斷 采 用 哪 一 種 充 電 方 式 , 其 程 序 框 圖 如 圖15 所 示 。假若實時時鐘定時時間到了,則執(zhí)行實時時鐘中斷服務程序,采集鉛酸蓄電池的端電壓、溫度和充電電流值,與蓄電池的參數(shù)進行比較,判斷應采用的充電模式,若通用定時器1中斷發(fā)生,則執(zhí)行通用定時器1中斷服務程序。因此,有時候人們也把匯編語言稱為組合語言。圖13 霍爾傳感器檢測電路5 系統(tǒng)軟件設計 充電系統(tǒng)的主程序設計軟件設計采用匯編語言,匯編語言（Assembly Language）是面向機器的程序設計語言。另外,每當系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況導致故障時,可以經過霍爾傳感器采樣后送入CPU,當電流超過一定數(shù)值時,經由程序控制UC3879的移相控制角,達到封鎖輸出脈沖的目的。關于系統(tǒng)的過流保護采取了以下幾個方法進行綜合保護。 執(zhí)行電路此控制系統(tǒng)的執(zhí)行電路較為簡單,它控制任務有2個::依據(jù)充電方式需要、電池容量狀態(tài)、操作命令等,分別進行主充電、均充電與浮充電；主充電是恒壓限流充電,經過模擬開關74HCT4053的10腳,把反饋信號變換為電池組充電電流。常用充電方式為電池制造廠家提供的,人們普遍使用的從主充電、均充電至浮充電的充電方式。如圖13所示：圖12 溫度取樣檢測電路 鍵盤電路此控制系統(tǒng)設有四個輸入鍵,分別為主充鍵、浮充鍵、均充鍵與報警屏蔽鍵。如圖11所示： （2）充電電壓取樣檢測電路當接入電池時，檢測到電池兩端有電壓，充電器開始充電。由于80C196KB單片機僅有4個模擬量輸入通道,我們需要經過模擬開關 (74HCT4053)來實現(xiàn)充電機輸出電流與環(huán)境溫度之間的變換。80C196KB單片機與MCS51系列單片機相比,在以下方面提升了系統(tǒng)的實時性:1. CPU算術邏輯單元不使用常規(guī)的累加器結構,而使用寄存器至寄存器結構；CPU的操作直接作用于256字節(jié)的寄存器,解除了CPU結構中存在的累加器的“瓶頸”效應,提高了它操作速度與數(shù)據(jù)吞吐能力。圖10 充電機控制系統(tǒng)硬件框圖 80Cl96KB單片機最小系統(tǒng)的設計該單元是控制系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié),由80C196KB單片機[16]、程序存儲器276地址鎖存器74HCT57地址譯碼器74LS1312MHZ晶體振蕩器、上電復位電路等組成。圖9 UC3879的外圍電路圖基于UC3879的移相控制電路的設計圖如附錄一所示。 ,設計其它參數(shù)如下:C1=1uF, C2=47uF/25V,C3=270pf/16V,C4=1uf,C7=,CS=,C5=,R1=200K,R2=2K,R3=3K,R5=150K。、C7與RS、CS確定。下面具體講一下各個參數(shù)的設置。在圖9中,由UC3879組成的移相控制電路輸出四路PWM信號A、B、c、D,A、B控制1個橋臂,c、D控制另1個橋臂,AB之間的死區(qū)時間由R7決定,CD之間的移相角受誤差電壓比較器控制,移相角可在0180度之間。Rr(引腳18):時鐘信號/同步信號占空比設置端；UC3879的振蕩器產生鋸齒波,鋸齒波的上升沿由定時電阻Rr和定時電容Rc組成的定時網絡決定；在鋸齒波上升沿過程中,調節(jié)器對占空比進行線性控制；當COMP(引腳2)上的電壓超過振蕩器的峰值電壓時,占空比將躍升為100%,。UVSEL(引腳16):欠電壓鎖定闡值設置端；當該端與Ui(引腳10)相連時,。；該端與PWR GND之間應接低ESR 和低ESL的旁路電容。如果故障發(fā)生在軟啟動周期內,輸出端將立即被禁止,而且在故障鎖存器復位之前,軟啟動電容必須充滿。圖8 UC3879引腳排列DELSETAB(引腳15)與DELSETAB (引腳5):輸出端的延遲控制信號輸入端；延遲時間應在同一橋臂中一只開關管關斷之后、另一只開關管開通之前加入,為諧振創(chuàng)造條件；由于諧振電容的充電電流在不同半橋的開關工作過程中是不同的,因此相對應的延遲時間也是不同的。CS(引腳4): 電流檢測信號輸入端；該端為電流故障比較器的同相輸入端；；,且誤差放大器的輸出電壓信號超過RAMP (引腳19)上的電壓信號時,移相限流比較器將對相移大小逐周進行限制；,電流故障鎖存器置位,控制器的輸出端被強制關斷,然后控制器進入軟啟動工作周期。（2）UC3879的引腳介紹UC3879的引腳排列如圖8所示引腳功能介紹如下:Uref (引腳1):精密SV基準電壓輸出端,具有短路電流限幅特性；當Ui(引腳10)上的電壓低于欠電壓鎖定閥值時,控制器被禁止,；實際應用當中,該端與GND引腳之間應接旁路電容；該電容的ESR尺和ESL應盡可能低, 。其特點是。在絕大多數(shù)的工作條件下,該方法可獲得較高的dV/dt值,并且為功率級的所有初級邊半導體提供零電壓開關。圖7 前級整流電路 移相控制電路的設計（1）UC3879簡介在設計過程中,選用了美國Unltrode公司生產的專用移相控制集成芯片UC3879,UC3879是相移式PWM控制IC。 電路如圖6所示, 其中圖6 輸出濾波電路 整流電路的設計整流器的作用是將電網輸入的交流電進行整流濾波,為變換器單相交流提供紋波的直流電壓。 工頻濾波器又稱平滑濾波器,接在工頻整流器和逆變電路之間,可以將工頻整流器輸出的脈動電流變?yōu)槠交绷鳌．斒褂酶哳l開關電源供電時,其整流和變換的工作電路更加復雜,而且開關電源工作在較高頻率,外界和本機元器件無法避免的產生電磁感應相互干擾,而電源的噪聲也會更加影響其它設備的正常工作。在正脈沖充電末期,DC/DC變換電路中的開關元件全部都斷開,存儲在濾波電感L,中的能量將全部轉移到蓄電池組中。 圖4 EXB841驅動電路圖 能量反饋電路的設計 因為該充電系統(tǒng)使用的是由恒壓限流充電與脈沖充電相結合的充電方法,在整個充電期間,一直適時地使用了經過負脈沖瞬間放電消除極化的方法,所以硬件設計中需要提供蓄電池放電的通路。同一系列的不同型號其引腳與接線基本相同,只是適用被驅動器件的容量與開關頻率和輸入電流幅值等參數(shù)有所不同。IGBT的驅動電路的設計IGBT是電壓驅動型器件,使IGBT開通的柵射極間驅動電壓一般取1520V。它是一種場控器件,驅動原理與MOSFET基本一致,其開通與關斷是由柵極與發(fā)射極間的電壓UGE決定的。正是由于導通電阻小的MoSFET的出現(xiàn),高頻開關電源得以迅速發(fā)展[114]。 全橋變換器中功率開關元件的選用典型的全控型開關器件有電力晶體管GTR、門極可關斷晶體管GTO、場效應晶體管MOSFET和絕緣柵極雙極型晶體管IGBT等。與基本的全橋移相控制的零電壓PWM變換電路相比,它在滯后臂上增加一個由電感Lrx和電容C。 飽和電感在實際應用中不可能具有理想的飽和特性,這將會導致以下幾個后果: ,從而增加變換器的導通損耗； ,從而增大原邊電流和副邊二極管的電壓應力； 、負飽和值之間轉換,磁心的損耗會很大,發(fā)熱嚴重砰s1。 ,需要增大散熱器的體積。其基本原理是:交流輸入電壓經電網濾波、整流濾波得到一定的直流電壓,再通過高頻變換器將直流電壓變換成高頻交流電壓,最后經過輸出整流濾波電路,將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的高質量、高品質的直流電壓。主回路有多種不同的拓撲結構。當環(huán)境溫度較低時,規(guī)定的最高溫度值就要偏大一點,這樣會造成過充電,損傷電池。 溫度控制為了不損壞電池,電池溫度過低時不能馬上開始快速充電；電池充足電后,充入的電量都消耗在電池中,電池的溫度會很快上升。充電過程中,達到預定的充電時間后,定時器會發(fā)出信號,使充電器立