【正文】 導(dǎo)師那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，謙和質(zhì)樸的風(fēng)范和對科學(xué)執(zhí)著追求的敬業(yè)精神，將是我今后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。 2．充電電源 研究使用了當(dāng)前比較成熟 PWM 調(diào)制技術(shù)，設(shè)計(jì)了一半橋變換器，實(shí)現(xiàn)限壓限流(其值均可調(diào))輸出。 （1）小電流恒流充電固然可以充進(jìn)更多的電量，但由于充電時(shí)間過長，不適合于電動(dòng)助力車，只適合直流配電柜等浮充狀態(tài)下使用的電池； （2）大電流恒流充電由于不滿足蓄電池可接受率下降的特點(diǎn)，很容易造成過充，對蓄電池造成極大的損傷。充電達(dá)到這個(gè)階段，極化現(xiàn)象己經(jīng)比較嚴(yán)重，因此應(yīng)該采取負(fù)脈沖去極化，零脈沖給予蓄電池更多的反應(yīng)時(shí)間以接受較大的充電電流，提高蓄電池的可接收率。RB1 外接了一個(gè)風(fēng)扇，一開始充電就啟動(dòng)風(fēng)扇直到涓流充電，直至結(jié)束充電。通過蓄電池端電壓的檢測還可以實(shí)現(xiàn)蓄電池組短路檢測。這一路輸出又分為兩路，一支路供給脈沖寬度調(diào)制器 TL494 專用。因此本充電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一定幅度之內(nèi)的變電流變電壓充電，適應(yīng)不同的蓄電池。同相端 16 腳則18通過一個(gè) 的限流電阻 和變壓器地端相連。這就是軟啟動(dòng)。?P因?yàn)樵O(shè)計(jì)的變壓器要達(dá)到銅損耗和磁芯損耗相等，因此銅損耗按總損耗的一半計(jì)算。其中 L1 是一個(gè)共軛電感，它有兩個(gè)獨(dú)立的卻有相同匝數(shù)的線圈，繞在同一個(gè)鐵芯上。圖 2．3 TL494 個(gè)管腳工作波形第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 充電電源部分 開關(guān)電源主回路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)電路里，采用了半橋型功率變換器，其中開關(guān)管選用了雙極型晶體管。腳 13 為輸出狀態(tài)控制端，當(dāng)腳 13 為低電平時(shí)，兩個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)晶體管同時(shí)導(dǎo)通或截止，此時(shí)只能控制變換器的一個(gè)開關(guān)管，就形成單端輸出：當(dāng)腳 13 為高電平時(shí)，就可推挽輸出。IGBT 雖然集MOSFET 的告訴開關(guān)特性、電壓驅(qū)動(dòng)特性和雙極型晶體管的低飽和電壓特性于一身，但目前由于價(jià)格方面的原因，還只能用在功率變換的場合。硬件框圖如圖 2．1 所示。前文述及，目前電動(dòng)自行車多配備 2～3 節(jié) 12V7Ah蓄電池，其中又以 2 節(jié)的情況占絕大多數(shù)。二是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，主要部分是對新型充電電源的研究，采用了比較先進(jìn)的半橋逆變型高頻開關(guān)電源。 變電壓變電流波浪式正負(fù)零脈沖快速充電法圖 1．1 波浪式正負(fù)零脈沖間歇快速充電電流波形通過以上的討論，結(jié)合了脈沖充電、 快速充電、變電流間歇充電、變電壓ReTMflx間歇充電法的優(yōu)點(diǎn)，提出了變電壓變電流波浪式正負(fù)零脈沖間歇快速充電法。(2) 去極化措施應(yīng)能自動(dòng)地適應(yīng)整個(gè)充電時(shí)間內(nèi)的不同要求。不但能夠在短時(shí)間內(nèi)充滿電，而且設(shè)備的利用率高，對蓄電池的壽命也沒有影響。過大的電流值容易引發(fā)下述一些缺點(diǎn)：（1）充電設(shè)備的容量將很大，而且充電電流值越大，在充電過程中大電流持續(xù)的時(shí)間越短，充電電流（平均值）下降的速率越快，充電設(shè)備的容量利用率越低。鉛酸蓄電池在快速充電時(shí)，可能會產(chǎn)生較大的溫升。關(guān)鍵詞: 電動(dòng)自行車，鉛酸蓄電池，快速充電，脈沖AbstractIn order to settle energy crisis and environmental contamination, many institutes have been developing the electric vehicle in worldwide. The electrochemical battery used in electric vehicle limit the development. So the charging method of the battery is the key factor in the electric bicycle acceptance by consumers. One new charging method, undulant variable current and voltage charge with positivezeronegative and interval rest time, is put forward based on the constant current charge, constant voltage charge, pulse charge, reflex charge, variable current charging with interval rest time and variable voltage charging with interval rest time. Charging power consist of halfbridge converter and auxiliary units. Charging and discharging process are controlled by MCU to realize the intelligent safe full charge.Key Words :electric bicycle，leadacid battery，fast charge，pulse目錄第 1 章 緒 論 ...............................................................4 鉛酸蓄電池快速充電理論概述 .............................................4 快速充電的技術(shù)指標(biāo) ................................................4 實(shí)現(xiàn)快速充電必須遵循的原則 ........................................4 變電壓變電流波浪式正負(fù)零脈沖快速充電法 ............................6 本課題的研究內(nèi)容 .......................................................7第 2 章 總體設(shè)計(jì)思路及硬件選擇 ..............................................8 總體設(shè)計(jì)要求 ...........................................................8 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 ....................................................8 系統(tǒng)的基本功能 ................................................8 系統(tǒng)的理想技術(shù)指標(biāo) ............................................8 系統(tǒng)硬件電路的實(shí)現(xiàn) .....................................................8 充電方法的控制與實(shí)現(xiàn)的簡單介紹 .........................................8 硬件設(shè)備選擇 ...........................................................9 硅雙極型晶體管的選擇 ..............................................9 TL494 的選擇 ..........................................9第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................................11 充電電源部分 ..........................................................11 開關(guān)電源主回路設(shè)計(jì) ...............................................11 平滑濾波電路 .....................................................11 半橋變換器中功率變壓器參數(shù)的設(shè)計(jì) .................................12 開關(guān)電源ＰＷＭ控制電路的設(shè)計(jì) ..........................................13 輔助電源部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ..............................................14 充放電及其控制電路的設(shè)計(jì) ..............................................15 信息監(jiān)測系統(tǒng) .....................................................15 輸入輸出系統(tǒng) ......................................................16 充放電控制系統(tǒng) ...................................................16第 4 章 充電方案的軟件實(shí)現(xiàn) ..................................................17 軟件流程 ..............................................................17 軟件編程 ..............................................................18本系統(tǒng)由單片機(jī)做控制器，實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓，電流使充電過程按理想的充電曲線進(jìn)行，其程序見附錄。 論 文研 究 的 對 象 是 全 密 封 型 免 維 護(hù) 鉛 酸 蓄 電 池 。出氣量是指完成蓄電池完全充電的整個(gè)充電過程中，在一個(gè)大氣壓下，正負(fù)極板析出氣體的總和。根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn) JB105767（起動(dòng)型蓄電池標(biāo)準(zhǔn)） ，要求這種蓄電池的充、放電循環(huán)壽命平均值不應(yīng)低于 280 次，每塊被試驗(yàn)的蓄電池壽命不低于 220 次。比如目前絕大多數(shù)電動(dòng)自行車用蓄電池多為 12V9Ah 了，那么最高充電電流就應(yīng)以6A 為宜。充電反應(yīng)速度逐漸降低，充電電流也應(yīng)逐漸降低，這是