【正文】 有了要求，要用高磁導(dǎo)率的材料來做。缺點主要是紋波大。充電器采用 4 個導(dǎo)線，兩根是充電線，兩根式采樣線。 恒壓恒流切換電路模塊是用來切換充電過程中的充電模式是采用恒壓或者恒流。 恒壓充電過程的恒壓值是通過開關(guān)電源模塊上的變阻器來調(diào)節(jié)的，當(dāng)恒壓恒流切換電路模塊把恒流充電狀態(tài)切換成恒壓充電狀態(tài)進行充電，這個恒壓值就是通過這個變阻器來設(shè)定的。 2）背板設(shè)計 30 圖 35背板定位圖 背板中包含一個風(fēng)扇，用于整機散熱；一個航空插頭，用于連接電池組；一個電源輸入插頭，用于接駁 220V 交流電源。高效率（ 90％）獲得通過一個低阻抗的 DMOS功率開關(guān)使用。一個標(biāo)準(zhǔn)的與 LM2679使用電感器，可從幾個制造商獲得從而極大地簡化了設(shè)計過程。 2％。 ? 120兆歐的 DMOS輸出開關(guān)。 33 圖 33 TO263封裝 1． SWITCH OUTPUT輸出開關(guān) 這是一個 MOSFET 功率輸出開關(guān)直接連接到輸入電壓。除了向負載提供能量，輸入電壓也提供了 LM2679的內(nèi)部電路的阻抗。 該電容增強對上述內(nèi)部 MOSFET柵極驅(qū)動輸入電壓，充分打開它。 5． CURRENT ADJUST—— 電流調(diào)整 LM2679主要特點是能夠定制峰值開關(guān)電流限制到一個特定的應(yīng)用程序所需的水平。 6． FEEDBACK—— 反饋 這是一個兩階段的高增益放大器，驅(qū)動器的 PWM控制器的輸入。在電力供應(yīng)穩(wěn)定運行重要的是要防止任何電感耦合通量的反饋輸入。 C除了另有規(guī)定的版本 ， 5V和可調(diào)版本中 ， VIN =12V在 ， 其他版本中 VIN = 24V。 38 圖 36 LM2679ADJ Unregulated DC input穩(wěn)壓直流輸入 Css軟啟動電容 ( * ) / 2 .6 * O U T S C H O T T K YS S S S T S S S S T INVVC I t V V V? ? ????? ???????? 式中： SSTI 是軟啟動電流，通常取 37μ A， SSt 是軟啟動時間，從設(shè)計要求中取得， SSTV 是軟啟動起始電壓 ，通常取 OUTV 輸出電壓，從設(shè)計中取得， SCHOTTKYV 肖特基二極管壓降，通常取 INV 最大輸入電壓，從設(shè)計中取得。 線路在電源輸出回路中增加了采樣電阻 R22，當(dāng)充電器對電池充 電時，采樣電阻把反映電流變化的電壓送入運算放大器進行放大，放大后的電壓輸入到另一組運算放大器的正端，用于與基準(zhǔn)比較。 恒流源控制電路中，使用了運算放大器進行電壓的放大和比較。放大器的輸入電阻為： Ri≈ R1， 直流平衡電阻為： RP = Rf // R1 。當(dāng)正端輸入大于負端時，輸出高電壓，當(dāng)正端輸入小于于負端時，輸出低電平電壓。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。1V177。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。當(dāng)“ ” 43 端電壓高于“ +”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。因為當(dāng)輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本 上取決于上拉電阻與負載的值。當(dāng)鋰 44 電池兩端電壓大于引腳 4 的比較電壓，即 V5V4時，比較器 LM339 輸出一個高電平，此時，三極管的基極 B和發(fā)射極 E 沒有電壓差，所以三極管中沒有電流產(chǎn)生，這時候通過繼電器中也沒有電流產(chǎn)生，所以這個時候是一個恒壓的充電狀態(tài)。 由于考慮到引腳 引腳 5中，輸入電壓 V5 在參考電壓 V5 附近有微小的干擾，則輸出電壓就會產(chǎn)生相應(yīng)的抖動（起伏），導(dǎo)致充電過程一直在恒壓充電狀態(tài)和恒流充電狀態(tài)中不斷的切換，這樣會對鋰電池產(chǎn)生一定的危害，所以在電路中引入一個正反饋電阻 RX 來克服這一問題。 溫度保護電路中，采用了電壓比較器 LM339 作為比較器件， LM339 幾個比較典型。電壓比較器的負端采用電阻分 壓的方式獲得設(shè)定電壓。而三極管的由于起放大作用，在三極管的集電極 C 產(chǎn)生一個放大電流，其大小為 IC=β IB，這個放大電流使得繼 電器閉合工作。 恒壓恒流轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn) 鋰離子電池充電器具有自動的恒壓恒流充電轉(zhuǎn)換功能，在此功能中，使用比較器對其單體電池的充電電壓進行檢測，當(dāng)大于一定值時，說明電已基本充滿，此時由恒流充電狀態(tài)進入恒壓充電狀態(tài)。 LM339 的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選315K）。用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇 LM339 輸入共模范圍的 任何一點），另一端加一個待比較的信號電壓。 LM339 集成塊采用 C14型封裝，圖 34 為外型及管腳排列圖。兩個信號輸入端中， Vi （ ）為反相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相同。 。 R1的值應(yīng)遠大于信號源的內(nèi)阻。當(dāng)開環(huán)增益為 ?（大于 104以上）時，反相放大器的閉環(huán)增益為： 1RRUUA fIOuf ??? 由上式可知，選用不同的電阻比值 Rf / R1， Auf 可以大于 1，也可以小于 1。 當(dāng)電流值變大時輸出到比較器正端的電壓大于由電阻 分壓所得的基準(zhǔn)電壓時，運算放大器輸出高電平，該電平通過電阻和二極管加到 LM2679 的調(diào)整端，使調(diào)整端點位升高， LM2679 停止輸出，此時輸出電流下降，導(dǎo)致加到運算放大器輸入端的電流電壓下降，運放輸出低電平，由于二極管的隔離作用，該電平不再對 LM2679 的調(diào)整端產(chǎn)生影響， LM2679 恢復(fù)輸出。 R1取值通常為 1K合適，而 OUTV 的取值是 ，所以， 21 1 4 .81 1 11 .2 1OUTFBVVR R k? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 2 ?? 39 最接近標(biāo)準(zhǔn)的 1％公差值 ， 使用 恒流源的電路實現(xiàn) 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i onS i z eBD a t e : 7 M a y 20 10 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c um e n t s a nd S e t t i ngs \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \ 20 10 畢業(yè)設(shè)計 \ 20 09 10 20 A h 35 A h 鋰離子電池組用充電器 ( 20 09 年 8 月 22 日 )\ 線路板 1\ 20 A h 35 A h 鋰離子電池組用充電器 1. dd bD r a w n B y :+ C110 00u FC3 0. 01L122 uH / 10AD16T Q 4 5SW15KR 1 1 1K+C447 0uFC50. 1C20. 1B A T ++ 1 2VG N D B A T W2 2K R 1 3 3. 3KR 1 4 1KR 2 20. 05R 3 61KR 3 71KI N P U T2S O F T S T A R T7C U R R E N T A D J5GND4S W I T C H O U T P U T1C B O O S T3F E E D B A C K6U1L M 26 79R 1 2 1KD241 48R 3 515 K 改 68 KR 3 336 0R 3 11KR 3 22KW32K+ C 2 110 0uF+ 1 2VK1D3 40 04V i n1GND2+ 5 V3U2 L M 78 06V C CK121 20V O U T +B A T +V O U T +電流限制恒壓調(diào)節(jié)+ 1 2VR 1 51KA U T O _A D JR 2 1 1K L E D _ R恒流調(diào)節(jié)R 1 61KL E D 3Y E L321411U 3 AL M 32 4567U 3 BL M 32 41098U 3 CL M 32 4R 1 8 10 KR 1 9 10 KR 1 710 KR 2 010 K2V 4VB A T T _V 圖 35 LM2679恒流電路 LM2679 提供了完善的 DCDC轉(zhuǎn)換功能，具有比較高的電壓精度，然而其只具有最大電流限制功能，并不具有恒流功能，為了實現(xiàn)恒流功能，需要對其增加電流反饋回路。C/W 176。C ~ 125176。對于固定輸出設(shè)備（ ， 5V和 12V的輸出）， 一個導(dǎo)線 直接連接到輸出是所有所需的內(nèi)部增益設(shè)置電阻內(nèi)部的 LM2679提供。一個由 引腳 5的電阻連接到地建立了一個電流（ I（引腳 5） = / RADJ），設(shè)置通過電源開關(guān)的峰值電流。 4． GROUND接地 這是在電源的所有部件連接接地參考。為了達到最佳的電源輸入引腳性能應(yīng)始終靠近引腳 2的輸入電容。他 PWM 控制器是一個固定的內(nèi)部 260KHz 振蕩器。 2 ％的最大輸出偏差超過滿負荷生產(chǎn)線和負載條件 ? 寬的輸入電壓范圍： 8V至 40V ? 260 kHz固定頻率的內(nèi)部振蕩器 ? 軟啟動功能 ? 40 ~ +125176。 11％容限。 該 LM2679系列也有熱關(guān)斷和電阻內(nèi)置可編程電流功率 MOSFET的限位開關(guān)保護裝置，負荷條件下的故障電路。 簡單的切換提供了一個完整的設(shè)計使用的外部元件數(shù)量最少的概念。 LM2679 具有可調(diào)整電流限制的 5A降壓調(diào)節(jié)器。 PVC 薄膜印刷和開孔尺寸見圖 34。此時，充電的電流會逐漸降低，當(dāng)電流值下降一定的值時，我們認為充電就完成了。 采樣線連接到保護電路模塊和恒壓恒流切換電路模塊。 鋰離子電池組充電器的單體（對一個鋰電池充電）是由保護開關(guān) 、開關(guān)電源模塊、采樣模塊、放大器、保護電路、恒壓恒流切換電路、電流控制電路等組成（如圖 33）。效率為 80％～ 90％。這就是開關(guān)電源效率高的原因。通過控制開關(guān)閉合跟斷開的時間（即PWM—— 脈沖寬度調(diào)制），就可以控制輸出電壓。當(dāng)開關(guān)閉合時，電源通過開關(guān) K、電感 L 給負載供電，并將部分電能儲存在電感 L 以及電容 C中。它具有效率高，重量輕，可升、降壓，輸出功率大等優(yōu)點。 2）開關(guān)電源降壓 26 開關(guān)電源就是用通過電路控制開關(guān)管進行高速的道通與截止 。線性電源的工作方式，使他從高壓變低壓必須有將壓裝置，一般的都是變壓器，也有別的像 KX 電源，再經(jīng)過整流輸出直流電壓。 單體充電 器設(shè)計 單體充電器由前級提供直流電 源并向后級設(shè)備即電池組提供穩(wěn)定可調(diào)的直流電 25 源，從本質(zhì)上看，就是可控的 DCDC模塊。一般可估計為： U 恒壓 +U 導(dǎo)線 +UCE=+2V+= （ 2）單體充電器的設(shè)計 開關(guān)電源的電壓選取還必須考慮到單體充電器所使用的芯片的耐壓和所承受的功率。 為了避免大電流對采樣電壓的影響，因此，設(shè)計中為每節(jié)鋰電池提供了獨立的采樣線，這樣既保證了持續(xù)的大電流充電，又能夠保證電池的采樣精度。 根據(jù)設(shè)計要求， 鋰離子電池組用充電器 的總體設(shè)計框圖如下 （圖 31）： 圖 31 充電器總體連接框圖 1） 采樣方式選取 充電器 17為單體充電 模塊 ， 分別為鋰電池組中的鋰電池 17充電 。 因為出現(xiàn)這樣的問題必然不是小問題，考慮到鋰電池的壽命以及對鋰電池的保護，必須得那樣做。電池組保護電路由溫度檢測電路、過壓檢測電路 和保護開關(guān) 組成 。 電氣 設(shè)計 電氣結(jié)構(gòu) 設(shè)計 整個鋰離子電池組用充電器有 7個單體充電和保護電路組成。具體要求為絕緣電阻正常環(huán)境條件下應(yīng)大于 50MΩ ，濕態(tài)環(huán)境條件下不小于 2MΩ e）工作溫度 如前所述，本設(shè)計的充電器使用場合為室內(nèi)的現(xiàn)場環(huán)境，因此必須考慮工作溫度所可能的大范圍變化。主要反映了各電池均衡程度。在考慮基本充電時間的同時還要考慮電池的化學(xué)轉(zhuǎn)換速度，電池的發(fā)熱情況，以及導(dǎo)線在大電流下所消耗的額外能量等。 。 b）充電精度 充電精度要求包含恒壓精度要求和恒流精度要求兩個方面。 b）單體過壓保護：電池單體恒壓充電的電壓為 ，當(dāng)單體電壓大于 時應(yīng)能自動停止充電 c）故障保護：當(dāng)輸出端或電池組發(fā)生短路、開路、反接時，應(yīng)能自動停止充電 21 d）電池組過壓保護：當(dāng)電池組電壓大于 30V 時，應(yīng)能自動停止充電 e）面板顯示信 息：充電時應(yīng)能顯示七節(jié)電池各自的實時電壓，電池組總電壓，充滿狀態(tài)指示。其中將兩個并聯(lián)的單體電池定義為一節(jié)電池。在安全的同時，加快對鋰離子電池組的充電時間，這樣，鋰離子電池組 就能 盡快的投入到下次的使用當(dāng)去。然而，隨著人們生活水平的提高，對鋰電池充電器的設(shè)計要求也不僅僅