【正文】 通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我對四年的知識又有了一次系統(tǒng)的回顧。鉛蓄電池以其使用成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點一直受人們的喜愛，但其容量小、污染環(huán)境等弊端也受到人們的關(guān)注?；蛘叻催^來，減小取樣電阻下半部 分電阻值，輸出電壓升高；增大取樣電阻下半部分電阻值，輸出電壓降低的方法。因此，有示波器的，在換開關(guān)管后，用穩(wěn)壓電源給集成電路供電，模擬改變穩(wěn)壓反饋系統(tǒng)反饋電壓，用示波器觀察占空比是否有相應(yīng)變化。 這些充電器有些類同故障。這是一種典型的變壓器推挽式功率放大電路。 ⒀ 腳接 +5V，脈沖輸出方式被設(shè)置為推挽輸出， ⑧ 、腳輸出的推挽調(diào)寬脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路放大后送半橋輸出級，控 制 Q Q2 輪流導(dǎo)通 [6]。PWM 脈沖驅(qū)動下輪流導(dǎo)通。這是一個十分強(qiáng)烈的正反饋過程， Q1 迅速飽和導(dǎo)通。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 28 圖 42 GD36 半橋式充電器框圖 本科畢業(yè)設(shè)計論文 29 本科畢業(yè)設(shè)計論文 30 本科畢業(yè)設(shè)計論文 31 圖 43 GD36 半橋式充電器電路原理圖 本科畢業(yè)設(shè)計論文 32 167。（ 3）閉環(huán)控制，穩(wěn)定充電電壓和限定充電電流。當(dāng)控制信號增大，輸出脈沖的寬度將減小 。 內(nèi)置誤差放大器。 * 充電電路接入被充電池時，發(fā)光二極管 LED2 點亮，表示充電進(jìn)行中。 這一過程叫啟動。 上 頁圖中 BG D0 R6 D03 組成 +12V 輔助電源，屬于典型 的穩(wěn)壓二極管 D05 的擴(kuò)流電路，還擔(dān)負(fù)著其他低壓控制電路的供電。 167。用 PWM 控制功率開關(guān)管，就可以改變次級繞組輸出的電壓和電流。 壓 敏電阻啟動電壓的測量可用搖表和電壓表配合進(jìn)行，我們再此不作介紹。 熱敏電阻在原理圖中的代號是 Rt，在實際使用中無正負(fù)極之分。這幾只電容容量不大，但關(guān)系的人身安全，要求不能漏電，耐壓高。 常用 50HZ 交流市電，本來是光滑的正弦波，但是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中使用的各種電器，在使用中對它造成污染，可以看作在 50HZ 正弦波交流市電中，摻進(jìn)了許多高頻電流干擾。理論和實踐都表明，它是直流電和許多頻率不同的交流電的混合物。大家都比較熟悉我們這里就不再贅述。當(dāng)蓄電池溫度升至設(shè)定值時，控制電路即改變充電器的充電方式，或切斷蓄電池的充電電路。為了保證蓄電池不過充和不因大電流短時內(nèi)充滿而損壞，需加有控制電路。充電時三者各有側(cè)重，是相輔相成的關(guān)系。） V,充電電流逐漸降至（ 177。它首先以恒電流將蓄電池充至預(yù)定的電壓值，之后改為恒電壓完成蓄電池的剩余充電。只有當(dāng)負(fù)載變得很大，直流電源的端電壓低于蓄電池的端電壓或電源停止供電時，為保證負(fù)載正常工作，蓄電池才對負(fù)載進(jìn)行放電。故電動自行車蓄電池也不適用于恒壓充電。恒壓充電電路如圖 23 所示。恒流的電流在充電后期會電解水，產(chǎn)生氣體，使蓄電池內(nèi)部壓力上升。不同廠家生產(chǎn)的蓄電池；即便規(guī)格相同、型號相同，由于工藝上的差別，其性能也有差異。二次蓄電池工作時，在正極板上生成二氧化鉛，在負(fù)極板上生成海綿狀鉛，在電解液作用下，正極和負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)均可為可逆反應(yīng)。不得是蓄電池短路或倒置，如果發(fā)現(xiàn)蓄電池外殼破裂、滲漏時，必須更換蓄電池。充滿后，充電指示燈為綠色。 充電器內(nèi)的主要元器件有脈寬調(diào)制專用集成電路、電壓比較放大器、開關(guān)管、整流二極管、驅(qū)動三極管、電阻、電容及變壓器 等。 充電器的分類 為確保電動自行車有足夠的功率正常行駛，就必須對蓄電池消耗減少的電能進(jìn)行有效地補(bǔ)充。 電機(jī) 電機(jī)是將電池電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動 電動車 輪旋轉(zhuǎn)的部件。 使用提示：控制器 主控板為 電動車 主回路，具有較大工作電流，會發(fā)出較大熱量。三階段充電模式：充電開始時，先恒流充電，迅速給電池補(bǔ)充能量；等電池電壓上升以后，轉(zhuǎn)為恒壓充電，此時電池能量緩慢補(bǔ)充，電池電壓繼續(xù)上升；達(dá)到充電器的充電終止電壓值時，轉(zhuǎn)為涓流充電，以保養(yǎng)電池和供給電池的自放電電流。 關(guān)鍵詞： 充電器、 TL49 鉛蓄電池、三段式 本科畢業(yè)設(shè)計論文 2 第 1章 電動自行車及充電器概述 167。 隨著工業(yè)的發(fā)展， 人們開始越來越多地使用便攜式設(shè)備，電力電子技術(shù)和微控制技術(shù)的迅猛發(fā)展而成熟起來的永磁無刷直流電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特點，從而使其極有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機(jī)成為電動自行車用電機(jī)的主流。 TL494 簡介 .........................................................................25 167。 防浪涌電路 ........................................................................17 167。 浮充法 ........................................ 9 167。 充電器的分類和結(jié)構(gòu) ................................................................ 4 167。傳統(tǒng)的直流電機(jī)一直在電動自行車驅(qū)動系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于其本身固有的特性，迫使人們探索低噪音、高效率并且大容量的驅(qū)動電機(jī)。 電動自行車 .................................................................................. 2 167。 蓄電池充電方式 ........................................................................ 6 167。 整流電路 ............................................................................15 167。 半橋式充電器輔助電路 ...................................................23 167。 能源與環(huán)境問題成為了 “綠色交通工具 ”研究開發(fā)和推廣應(yīng)用的積極因素 ，尤其 城市汽車數(shù)量急劇上升，石油資源嚴(yán)重匱乏 隨著電子技術(shù)日新月異的發(fā)展。提高主功率變換器件的開關(guān)速度，可明顯減少磁性變壓器材料和大電解電容體積、重量等，這也使得開關(guān)器件的研制工作從改進(jìn)電壓、電流的二維體系發(fā)展到提高頻率的三維體系。 圖 11 常見的電動車外形 167。 控制器 控制器是控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的部件，也是 電動車 電氣系統(tǒng)的核心，具有欠壓、限流或過流保護(hù)功能。助力傳感器是當(dāng) 電動車 處于助力狀態(tài)時檢測騎行腳蹬力矩或腳蹬速度信號的裝置。智能型儀表還能顯示整車各電氣部件的故障情況 [ 18]。常見的電動自行車（二輪車）和電動三輪車的充電器外形，如圖 12 所示。 充電器的使用和保 護(hù) 充電器的正確使用，不僅影響到充電器自身的可靠性和使用壽命，而且還會影響到 電池 的壽命。鉛酸蓄 電池 尤其怕虧電放量。能夠用于電動自行車的電池主要由 5 種，即鉛酸電池、鎘鎳電池、鐵鎳電池、氫鎳電池、鋰二次電池。這就要求對蓄電池充電時要注意充電環(huán)境溫度，一般溫度在 15~30℃ 為宜，低于 10℃ 或超過 40℃ ，充電效果均很差。 167。因此，密封免 本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 維護(hù)蓄電池不宜采用恒流充電法。蓄電池在充電前大多已經(jīng)放完電，其電壓處在最低電壓上。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 充 電 器G B繼 電 器K AD C負(fù) 載 圖 24 浮充法電源原理示意圖 167。分階段充電的本科畢業(yè)設(shè)計論文 11 原理示意圖如圖 26 所示。以我國電動自行車采用較多的 36V、 12Ah 鉛酸蓄電池為例，當(dāng)蓄電池放完電后，其充電參數(shù)為： 第一階段采用恒流充電，充電電流為（ 177。 鉛酸電池的充電方式曲線，如下頁圖 27 所示 分階段充電方式 ,雖是蓄電池充電的最理想方式 ,但充電器電路復(fù)雜 ,成本高 ,還需要有蓄電池電壓監(jiān)測控制電路。 快速充電法 常規(guī)充電是采用小電流慢充方式，對新的鉛酸蓄電池而言，初充電需 70h以上，進(jìn)行普通充電也需 10h 以上。 △ V 檢測方式為電壓檢測系統(tǒng)，當(dāng)充電器的充電峰值電壓確定后，若△ V 檢測電路檢測到蓄電池的端電 壓達(dá)到設(shè)定值時，由控制電路自動改變充電器的充電方式。 V iO D 1 D 2 RCDABV o+V i0tV o0t （ a）單相全波整流電路 （ b）單相全波整流電路波形圖 圖 31 單相全波整流電路 橋式整流電路 圖 32(a）所示為基于變壓器中心抽頭的單相全波整流電路，而在實際應(yīng)用 D 1 D 3D 2 D 4 RV iABV 0V i0t0t （ a）橋式整流電路 （ b）橋式整流電路波形圖 圖 32 橋式整流電路 本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 中，通常采用圖 32（ a）所示的另一種單相全波整流電路，叫橋式 全波整流電路。在波器電路中，通常，將電感串聯(lián)在電路中，利用的是電感對交流感抗對交流感抗大，阻擋交流成分；而將電容并聯(lián)在電路中，利用的就是電容對 交流容抗小，短路、旁路交流成分。圖 33（ b）所示電路由電容和電阻組合，叫 RC 濾波電路。電感 L 串聯(lián)在電路中，利用其交流共模感抗大，阻擋共模高頻干擾成分。這里講的熱敏電阻是有明顯正溫度系數(shù)（ PTC）或負(fù)溫度系數(shù)的（ NTC）的電阻 [1]。但是當(dāng)兩端電壓超過保護(hù)啟動電壓時，其電阻值急劇下降，接近短路。圖 36（ a）是全橋式的，成本高，市場上不多見。推挽式變流電路由于變壓器上加上正負(fù)電壓，提高了變壓器的利用率。當(dāng)電池反接時， D07 反偏截止， BG3 因沒有基極電流截止，繼電器不動作，常開觸點 J1 切斷充電通路；當(dāng)電池連接正確并且電池殘余電壓 達(dá)到一定值時， W1 齊納擊穿，電池正極電壓經(jīng) D0 W R66 給 BG3 J 1R 6 61 2 VB G 3B G 9B 3D 0 5R 6 7 D 0 3W 1D 0 7J 1L 15 0 0 μ HD 6 6輔 助 電 源電池插口充 電 電 流取 樣 電 阻 圖 39 天津冠宇充電器防電池反接電路 本科畢業(yè)設(shè)計論文 22 提供足夠的基極電流， BG3 導(dǎo)通，繼電器 J1 吸合線圈得電動作，常開觸點 本科畢業(yè)設(shè)計論文 23 J1 閉合，接通電池充電通路，進(jìn)入充電狀態(tài)。無論何種電動車充電器，主電源都連接電池，為 了人身安全，與市電應(yīng)該是隔離的。也有例外的， CDJ2436C天津冠宇充電器及河北充電器廠的 KGC35018 充電器，啟動電壓來自被充電的電池，這類充電器不接電池或電池?fù)p壞是不工作的，并不是故障 [6]。 TL494 有SO16 和 PDIP16 兩種封裝形式，以適應(yīng)不同場合的要求。 工作原理簡述 TL494 是一個 固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下 [16]： TTf RC? ? 圖 41 TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 本科畢業(yè)設(shè)計論文 26 輸出脈沖的寬度是通過電容 CT 上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進(jìn)行比較來實現(xiàn)。 山東 GD36 充電器原理與分析 總結(jié)一下前面講的開關(guān)電源充電器的核心：（ 1）將市電整流后的直流電，通過開關(guān)管給開關(guān)變壓器初級通電，開關(guān)管導(dǎo)通比（占空比）高，變壓器次級繞組電壓就高，反之，開關(guān)管導(dǎo)通比低，變壓器次級繞組電 壓就低。 三段式充電器，第一階段電流負(fù)反饋起主導(dǎo)作用；第二階段從電流負(fù)反饋起主導(dǎo)作用逐漸過渡到電壓負(fù)反饋起主導(dǎo)作用；第三階段電壓負(fù)反饋起主導(dǎo)作用。自激振蕩是利用磁芯和特性產(chǎn)生的，具體過程如下。此后，這種過程重復(fù)進(jìn)行而形成振蕩。這樣，一方面消除了反峰電壓，另一方面因反激能量回送電源而極大地提高了電源的效率。 R3 是電流取樣電阻，取樣電壓經(jīng) R13加到 TL494 的 ⒂ 腳進(jìn)行電流控制。 小結(jié) 很多半橋式充電器，以 TL494 為核心，結(jié)構(gòu)十分類似， TL494 內(nèi)部包含了振蕩、三角波形成、 PWM、運放等基本單元電路，穩(wěn)壓和限流反饋加到運放端。更換零件后通知檢查，不帶負(fù)載，但要在市電輸入端串聯(lián)一只普通的 100 瓦白熾燈泡，開機(jī)時，若白熾燈泡閃亮一下變暗，同時半橋式充電器各種發(fā)光管正常發(fā)光，說明基本修好了，可以進(jìn)行其他項目了；如果白熾燈泡常亮不變暗，說明還 有其他故障。需要提醒的是：（ 1）膠體電瓶電壓要低一些。目前許多國家都在研究電動自行車這方面的技術(shù)，電動自行車充滿著廣闊的前景，已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的一部分。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 36 參考文獻(xiàn) [1] 黃俊 . 電力電子技術(shù) . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， [2] 童詩白，華成英 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) . 北京：高等教育出版社， [3] 閻石 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .