【正文】 兩者相比較，差值經(jīng)放大輸出，送至移相脈寬控制器，控制 A、 B 與 C、 D之間的相位，最終調(diào)整波形占空比。 UC3879 輸出電路采用圖騰柱式輸出，最大電流可達 2A，并可直接驅(qū)動功率晶體管和場效應(yīng)管。電路原理圖如圖 。 80C196KB 單片機和 MCS51系列單片機相比，至少在以下方面提高了系統(tǒng)的實時性 : 算術(shù)邏輯單元不再采用常規(guī)的累加器結(jié)構(gòu)，而改用寄存器到寄存器結(jié)構(gòu) 。 鍵盤帶路 模擬檢測電路 顯示電路 執(zhí)行電路 80C196KB最小系統(tǒng) 29 圖 80C196KB單片機最小系統(tǒng)電路原理圖 、執(zhí)行速度更快的指令系統(tǒng)，可以對帶符號數(shù)和不帶符號數(shù)進行30 操作 。 模擬量檢測電路 模擬量檢測電路用于檢測充電電源輸出電壓、充電電源輸出電流、電池組充電電壓、電池組充電電流和環(huán)境溫度等。溫度的檢測，采用 AD590 型集成溫度傳感器，測量簡單、準確。另外，通過 口接高電平或低電平，使 CPU 選擇常用充電方式或電力部規(guī)定的標準的 GZDW 充電規(guī)律。 顯示電路 顯示電路由以下幾部分組成 :充電電壓、充電電流數(shù)值顯示電路 。數(shù)值顯示共有 8 個數(shù)碼管單元，組成 2組 3位半數(shù)值顯示器，由地址譯碼器 74LS13反相器 74150數(shù)據(jù)總線緩沖器 741L24鎖存器 74HCF573 和數(shù)碼管專用驅(qū)動電路 7549大尺寸共陽極數(shù)碼管 LA235141 等組成。 執(zhí)行電路 該控制系統(tǒng)的執(zhí)行電路非常簡單，其控制任務(wù)有 2個 : :根據(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、均充電和浮充電。 :用 PL3 輸出報警信號，經(jīng) 74LS06 緩沖，晶體管 9013 放大后，驅(qū)動蜂鳴器，進行聲音報警輸出。霍爾傳感器通過外接取樣電阻轉(zhuǎn)換成電壓輸出信號，此信號一方面直接加到 UC3879 的過流保護腳 (4腳 )，另一方面通過 A/D 轉(zhuǎn)換送入 CPU。同時 EXB841 的 5腳把過流信號經(jīng)光禍送到 UC3879的 4 腳，當(dāng)該腳電壓超過 時，封鎖移相控制脈沖的輸出，達到保護 IGBT 的目的。這些措施確保系統(tǒng)的軟啟動腳。 若實時時鐘定時時間到，則執(zhí)行實時時鐘中斷服務(wù)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(yīng)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(wù)程序。整個充電系統(tǒng)的主程序框圖如圖 。在程序中作如下設(shè)計 :每次開機時，移相控制角設(shè)置為 0，然后根據(jù)實際情況逐漸加大 。另外，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況造成故障時，可由霍爾傳感器采樣后送入 CPU，當(dāng)電流超過一定數(shù)值時，可由程序控制 UC3879 的移相控制角，達到封鎖輸出脈沖的目的。對系統(tǒng)的過流保護采取了以下幾個方法進行綜合保護。浮充電為恒壓充電，須從 輸出浮充電壓給定值，從 輸出低電平，以實現(xiàn)電壓閉環(huán)。數(shù)值顯示采用靜態(tài)顯示，先將數(shù)據(jù)線用 2片 74LS245 緩沖，再分別驅(qū)動 4個鎖存器 74HCT573， 74HCF573 的輸出經(jīng)過 75492 放大后，驅(qū)動大尺寸共陽極數(shù)碼管 LA23511。過電壓、過電流、交流電源失電等故障指示電路。而 GZDW 充電方式和常用充 電方式的區(qū)別是，每隔 3個月要重復(fù) 1次從主充電、均充電到浮充電的全過程。前 3個鍵用來進行充電方式的手動改變，故障屏蔽鍵用來屏蔽本次故障報警 (當(dāng)操作維護人員己經(jīng)知道故障發(fā)生，但還沒排除故障時使用 )。需要說明的是，充電電源到電池組之間有一個二極管，因此充電電源輸出電壓和電池組電壓并非總是相等，而充電電源在為蓄電池充電的同時，還要為一些經(jīng)常性負載供電，所以，充電電源輸出電流和電池組充電電流也并非總是相等。32 位除 16 位指令的執(zhí)行時間為。 字節(jié)寄存器中， 24 字節(jié)是專用寄存器，其余 232 字節(jié)均為通用寄存器。還適用于一般的信號處理系統(tǒng)和高級智能儀器，以及高性能的計算機外部設(shè)備控制器和辦公自動化設(shè)備 控制器等。下面就詳細介紹這幾部分電路的原理及功能。 ，開關(guān)電源應(yīng)工作在額定輸出功率范圍之內(nèi)，避免電源工作在超出正常輸出狀態(tài)，但在實際工作中是很難預(yù)測的。因為該移相電路控制 IGBT 功率開關(guān)全橋逆變電路，所以延時時間一般設(shè)置為 23腳，取 R RS 為 100K 可滿足要求。在圖 中， RC9決定此變量。此處涉及到電源隔離的問題。 在本課題中， UC3879 的外圍電路設(shè)計圖如圖 所示。要實現(xiàn)電流模式控制，該端需與 CS(引腳 4)及電流檢測互感器相連。在鋸齒波上升沿過程中，調(diào)節(jié)器對占空比進行線性控制。當(dāng)多只控制器通過CLKSYNC 相連時，將自動和振蕩頻率最高的控制器同步。 CLKSYNC(引腳 17):時鐘信號輸出端及同步信號輸入端。定時電容 CT應(yīng)采用低 ESL 和低 ESR 的高品質(zhì)瓷片電容，其最小取值為 200uF。該端與 Uc(引腳 9)之間接陶瓷旁路電容。偏置電壓應(yīng)在 12V 以上。 輸出高電平信號與該端電壓之差的典型值為 。輸出端 A一用于驅(qū)動一側(cè)半橋，并且與時鐘信號同步 。多只控制器并聯(lián)運行時，可以共用一只軟啟動電容，但軟啟動電容的充電電流需要相應(yīng)增加。只要 Ui(引腳 10)上的電壓低于欠電壓鎖定闡值，該端電壓將維持在零伏左右。延遲時間應(yīng)在同一橋臂中一只開關(guān)管關(guān)斷之后、另一只開關(guān)管開通之前加入，為諧振創(chuàng)造條件。如果該端上的電壓固定為 ，控制器的輸出端將停止輸出并保持為低電平。該端為電流故障比較器的同相輸入端。 EA(引腳 3):誤差放大器反相輸入端。實際應(yīng)用當(dāng)中，該端與 GND 引 腳之間應(yīng)接旁路電容。 ，僅為 150mA。 關(guān)頻率可達 300kHz。對前級整流電路的設(shè)計如圖 。 輸出濾波電路一般由濾波電感和濾波電容組成，對整流后的脈動電流起平滑作用，使之成為紋波很小的直流電流。在開關(guān)電源中，主要采用電源輸入濾波、工頻濾波、電源輸出濾波與抗輻射干擾等主要措施來減少噪聲的傳遞與影響 [13]。與傳統(tǒng)的放電回路相比，該能量回饋電路能避免不必要的能量消耗，同時也可使充電系統(tǒng)體積大大減小。但是，這樣會產(chǎn)生不必要的能量消耗，同時也使充電器的體積變得很龐大。同一系列的不同型號其引腳和接線基本相同，只是適用被驅(qū)動器件 的容量和開關(guān)頻率以及輸入電流幅值等參數(shù)有所不同。同樣，關(guān)斷時施加一定幅值的負驅(qū)動電壓 (一般取 5— 15V)有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗。為正且大于開啟電壓 UGE 間時， IGBT 導(dǎo)通。 IGBT 的應(yīng)用范圍一般都在耐壓為 600V 以上、電流為 10A 以上、頻率為 1kH么以上的區(qū)域，多應(yīng)用在工業(yè)用電機、民用小容量電機、變換器、照相機的頻閃觀測器以及感應(yīng)加熱電飯鍋等產(chǎn)品上。電力 MOSFET 是單極型電 壓驅(qū)動器件，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小而驅(qū)動電路簡單。改進 型全橋移相控制的零電壓 PWM變換電路。它通過在電路中增加輔助支路，可使開關(guān)管在全負載范圍內(nèi)實現(xiàn)零電壓開關(guān)，它在小功率 (3kw)電路中具有明顯的優(yōu)勢。 另外，飽和電感在實際應(yīng)用中不可能具有理想的飽和特性，這將會導(dǎo)致以下幾個后果 : ，從而增大變換器的導(dǎo)通損耗 。 ，需要增加散熱 器的體積 。其基本原理是 :交流輸入電壓經(jīng)電網(wǎng)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(jīng)過輸出整流濾波電路，將變換器輸出的高頻交流電壓整交流電網(wǎng)濾波電路 輸入整流濾波電路 高頻變換器 輸出整流濾波電路 控制電路 保護電路 市電 輸出直流 18 流濾波得到需要的高質(zhì)量、高品質(zhì)的直流電壓。主回路有多種不同的拓撲結(jié)構(gòu) 。放電脈沖既然作為快速放電的極其重要的手段，理所當(dāng)然地存在一個量的最佳值。充電裝置中設(shè)置一固定電阻 R，開關(guān) K閉合，蓄電池組 E對負載 R放電。在大電流充電的初期，極化電壓就已嚴重存在，不及時予以處理，大電流充電在其初期就難于進行。 ，是在充電全過程實施放電脈沖去極化。目前國內(nèi)外各種快速充電裝置無一例外地采取這一手段來達到充電快速的目的。 圖 中 II 線超出蓄電池固有的可接受充電電流的特性曲線 (斜線部分 )，按照馬斯理論，超出部分的電量將用于產(chǎn)生氣體釋出，使電解液的溫度升高，造成電池極板活性物質(zhì)脫落損壞等一系列副作用，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是伴隨著大電流的充入，電池極化現(xiàn)象嚴重地阻礙電化學(xué)反應(yīng)的進行，最終導(dǎo)致蓄電池的不可逆反應(yīng)，為了使持續(xù)電流能順利地進行充電，就必須適當(dāng)?shù)叵娏饕鸬臉O化現(xiàn)象。也就是實行智能充電要解決的問題。在切斷電源后，由于電化學(xué)反應(yīng)的遲緩性而產(chǎn)生的平衡電極電勢的偏移就迅速地下降，在微秒15 級內(nèi)就顯著 地降低。陰極上電子的過剩促使鉛離子以更快的速 度獲得電子而還原。兩極極板附近硫酸濃度的升高，造成與其它地方的電解液濃度的差異。 ，包括極板、隔板、電解液和外部連接部分如極柱、連結(jié)條的電阻等所產(chǎn)生的電壓降，此壓降值遵循歐姆定律，當(dāng)充電電流停止后可立即消失。 極化電壓 當(dāng)充電電流超過蓄電池接受電流值時，就會大量地產(chǎn)生氣體。 它定量地表明隨放電率的不同，充電接受比的變化。 在實驗的基礎(chǔ)上，提出了蓄電池快速充電的三定 律。 a— 衰減率常數(shù)，也稱充電接受比。對蓄電池快速充電 的理論也進行了探討，并在實踐的基礎(chǔ)上提出了蓄電池快速 充電的一些基本定律。當(dāng)極板上所存硫酸鉛不多，通過硫酸鉛的溶解，提供電化學(xué)氧化和還原所需的離子極度缺乏時，電化學(xué)反應(yīng)的極化增加，這時正極的電極電勢變得很正，使得氧氣大量析出。因此，電池端電壓沿著 OA 而急劇上升。 ??? — 正極板的超電勢 (v)。每一種活性物質(zhì)的電化當(dāng)量都是由其電化學(xué)反應(yīng)方程式計算出來的。由此可知，如果一只鉛酸蓄電池中正極板是好，而負極板損壞了，那就等于這只鉛酸蓄電池變成了報廢的鉛酸蓄電池。 鉛酸蓄電池在充電時，正極由硫酸鉛 (PbSO4)轉(zhuǎn)化為二氧化鉛 (PbO2)后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在正極板中 。一有記憶效應(yīng)的電池表現(xiàn)為即使己充滿電，電池也無法釋放出額定的容量。鉛酸蓄電池的自放電相對鎳福蓄電池來講比較嚴重，經(jīng)驗表明鉛酸蓄電池在閑置一個月后，自放電達 30%左右。 自放電通常與環(huán)境溫度有密切關(guān)系。一般經(jīng)驗來講，當(dāng)電池的容量達到額定容量的 80%時，就可以認為電池的壽命基本結(jié)束了。Rn 是由于電流流過蓄電池時兩電極的電位有所改變而表現(xiàn)出來的，因此又稱為極化電阻或假電阻，其值與流過電池的電流強度有關(guān)，電 流越大， Rn 越大。當(dāng)電池的放電深度減為 30%時，允許的充放電的循環(huán)可高達 1200 次左右。相比較上面的定義來講，這個定義含義更明顯和更容易實現(xiàn)。 SOC=(Cr/Ct)*100% () 由于 Cr和 Ct都受到未來放電狀態(tài)的 影響，而這個序列一般是無法預(yù)知的。 實際容量 :是指在一定的放電條件下電池實際放出的 容量 (又可稱為有效容量 )，等于放電電流與放電時間的乘積，其值小于理論容量。為了比較不同系列的電池常用容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，常以 Ah/KG 或 Ah/L 表示。 ，一是指蓄電池充足電后，放電到終止電壓時所輸出的電量，也就是在一定的放電條件下可以從電池中獲得的電量。過充電會使電池內(nèi)部的溫度和壓力都急劇上升，造成對電池的傷害。充電速率的描述和放電速率相同，采用這種形式來描述電池的充放電更為直觀和方便。對于每個單元 2V的電池來說，單個電池的電壓為 12V。而鉛酸電池和鎳福電池由于內(nèi)阻較小，可以提供較大的電流，所以適用于放電速率要求較高的產(chǎn)品，如一些由電池供電的電動工具，比如鋤草機。這四種蓄電池具有共同的功能就是為最終產(chǎn)品提供可補充的電能，但不同的電池具有不同的特性，適用的對象和場合也是不同的。但是開口蓄一電池不便于維護，它需要經(jīng)常補加蒸餾水和更換電解液 。采用堿性電解質(zhì)的稱為堿性蓄電池。依據(jù)使用場所的不同，蓄電池有固定型 (供室內(nèi)裝置使用 )、移動型 (便于攜帶用 )之分。一般使用的化學(xué)電池分為原電池和蓄電池兩種。當(dāng)電流小時，用于電阻上的電壓降也很小，充電設(shè)備輸出的電壓降損失就小，這樣就自動調(diào)整了充電電流，使之不超過某個限度，充電初期的電流得到控制。恒壓充電一般應(yīng)用在電池 組電壓較低的場合。此方法較簡單，因為充電電流自動減小，所以充電過程中析氣量小，充電時間短，能耗低，充電效率可達 80%，如充電電壓選擇得當(dāng)，可在 8h 內(nèi)完成充電。鑒于這個缺點，在國外除非蓄電池需要長5 時間小電流進行活化充電外，已經(jīng)較少使用。 傳統(tǒng)的充電方式 在充電過程中隨著電池電壓的變化要調(diào)整電流使之恒定，一般采用 1oh 率或 20h 率電流充電。 隨著電力電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展， 尤其是大功率高壓場效應(yīng)管等新型高頻開關(guān)器件的出現(xiàn)，使得開關(guān)的速率大大提高。目前相控電源己經(jīng)有逐步被淘汰的趨勢。這種充電方法開始擺脫傳統(tǒng)充電方法的束縛，將模糊控制技術(shù)引入充電方法，利用模糊控制本身適合處理多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的優(yōu)勢，能夠更好的處理蓄電池充電過程中的時變性和抗干擾等常規(guī)控制方法所難以解決的問題 [3]。 針對傳統(tǒng)的充電方法充電緩慢、安全性能不好等缺點，目前國內(nèi)外陸續(xù)提出了一些新型的充電方法，如定化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)法、脈沖式充電法、變電流間歇 /定電壓充電法、鉛酸蓄電池組 充電電源 充電控制系統(tǒng) CPU