【正文】 ..........................................................................................................17 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................18 致 謝 ......................................................................................................................................19 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計 ) I 摘 要 該 設(shè)計 公開了一種通用型快速智能充電器，其主要由電池檢測分析模塊、充電參數(shù)調(diào)整與動態(tài)控制模塊、綜合控制檢測模塊、充電模塊和指示模塊構(gòu)成。 trickle charge control . 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計 ) 1 1 前 言 電動車以其方便，快捷，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)，實用的特點，獲得人們的青睞，越來越多的人選擇電動車作為代步工具，電動車也被人們認(rèn)為是 21 世紀(jì)的綠色工程，同時它的出現(xiàn)也將汽車工業(yè)的發(fā)展帶入了一個全新的領(lǐng)域。該充電器雖然存在維修難度大，功率小等缺點，但它具有體積小，重量輕，效率高，適應(yīng)市電輸入范圍寬，安全可靠等優(yōu)點，所以開關(guān)電源式充電器相對于變壓器式充電器和可控硅式充電器來說將會是今后電動車充電器的發(fā)展方向，我也相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動車以及電動汽車的也會有更加美好的未來。 圖 鉛酸蓄電池放電特性曲線 圖 鉛酸蓄電池充電特性曲線 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計 ) 3 充電器的工作原理 電動車充電器常用的充電方式一般分為二段式充電模式和三段 式充電模式兩種。缺點是充電時間長，并且需要經(jīng)常調(diào)整充電電流。 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計 ) 4 本設(shè)計主要是針對 60V 的充電器，對于三段式充電器的三個主要參數(shù)的要求是相當(dāng)嚴(yán)格的： 涓流階段的參考電壓值： 涓流階段的參考電壓值一般為 左右，不能大于或小于該參考值。當(dāng)個別蓄電池出現(xiàn)問題，使充電電流不能降為轉(zhuǎn)折電流時，會損壞同組其他蓄電池。其各引腳功能如下： 1腳 COMP 是內(nèi)部誤差放大器的輸出端，通常此腳與 2腳之間接有反饋網(wǎng)絡(luò)，以確定誤差放大器的增益和頻響。 6 腳 OUT 是 驅(qū)動脈沖 輸出端，此腳為圖滕柱式輸出，驅(qū)動能力是 177。 8腳 VREF 是 5V基準(zhǔn)電壓輸出，可輸出精確的 +5V 基準(zhǔn)電壓，電流可達(dá) 50mA。如圖 是該器件的符號和引腳圖，其 3 個引腳分別為：陰極，陽極和參考端。當(dāng)光電耦合器輸入端的發(fā)光管流過導(dǎo)通電流后開始發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現(xiàn)了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換。 電路總體設(shè)計 新型三段式智能充電器的原理框圖如圖所示： 該系統(tǒng)主要由電池檢測分析部分、充電部分、充電參數(shù)調(diào)整與動態(tài)控制部分和綜合檢測控制部分等組成。 綜合檢測控制部分 本部分為整個充電器工作的核心，進(jìn)行參數(shù)的綜合處理，使各個工作模塊的工作協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 原理框圖如圖所示： 指示部分 用 3 只 LED 指示燈對充電器的各種工作狀態(tài)及電池兩端電壓進(jìn)行實時指示。 U1 為 TL3842 脈寬調(diào)制集成電路。如圖 所示，該開關(guān)電源的電壓采樣電路有兩路：一是輔助繞組的電壓經(jīng) D9， C12， R31組成的整流、濾波和 穩(wěn)壓后得到 16V 的直流電壓給 UC3842 供電 。同時 T1 副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng) D9,R31 給 U1 提供可靠電源。 LED2（紅燈）正極獲得高壓導(dǎo)通點亮，此時顯示為恒流充電階段 。 LED3（紅燈）為電源指示燈。 由于設(shè)計時間短，在電路設(shè)計與充電算法方面還存在不足，有待于以后不斷改進(jìn)。 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下 電子 專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。 于 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后 期詳細(xì)設(shè)計，整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。既解決了快速充 電這一問題又提高蓄電池的充電接受能力 對三段中的第二階段做了很大的科學(xué)改變徹底解決了充電器過充的難題（① 失水 ② 硫化 ③ 失衡 ④ 熱失控（充鼓） ）； 開關(guān)電源中高頻變壓器參數(shù)的設(shè)定， 采用開關(guān)電源 ，全過程智能自動監(jiān)測系統(tǒng)，提供最佳充電電流，轉(zhuǎn)燈電壓的設(shè)定，可抑制浪涌電流，有效延長電池使用壽命，縮短充電時間； 采用 LM358 運放及其外圍電路搭建比較器電路不斷對外界進(jìn)行檢測和控制，正確提供給充電模塊正確的充電參數(shù)； 把該充電器的四大模塊有效結(jié)合，可將蓄電池的 預(yù)充電 控制 、快速充電 控制 、補充充電 控制 和涓 流充電 控制四個過程集于一體，完成對充電執(zhí)行電路控制。充電器進(jìn)入涓流充電階段。正常充電時， R17上端有 － 左右電壓，此電壓加到 LM358 第三腳，從 1 腳送出高電壓。強迫 U1 啟動。第二是起到隔離高壓的作用，以防觸電。綜合檢測控制部分核心為 KA3842+LM358，這兩片芯片價格實惠、性能可靠，可很好的達(dá)到設(shè)計目的。 充電參數(shù)調(diào)整與動態(tài)控制部分 本部分的工作主要由 LM358 和 KA3842 完成， LM358 和 KA3842 通過對外圍各部分采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，準(zhǔn)確的判斷當(dāng)前的工作狀態(tài)及調(diào)整到下一階段所需的參數(shù)。 充電參數(shù)調(diào)整與動態(tài)控制部分 充電參數(shù)調(diào)整與動態(tài)控制部分用來對充電部分得到的參數(shù)進(jìn)行處理，并發(fā)出充電器調(diào)整工作狀態(tài)所需的參數(shù)。光電耦合器也可工作圖 TL431的封裝和電路符號以及引腳圖 圖 TL431內(nèi)部電路簡圖 圖 TL431功能模塊 圖 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計 ) 9 于開關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號。在此次的設(shè)計中如果TL431 異常時，將不能控制輸出電流，從而會產(chǎn)生開關(guān)電源輸出電壓升高的故障；而如果其產(chǎn)生漏電的時候，會產(chǎn)生開關(guān)電源輸出電壓低的故障，所以其對電路的影響非常大。 它 的輸出電壓用兩個電阻就可以任意的設(shè)置到從 Verf（ ）到 36V 范圍內(nèi)的任何值。芯片工作后，輸入電壓可在+10～ +30V 之間波動，低于 +10V 停止工作。鋸齒波振蕩器外接定時電 容 C 和定時電阻 R 的公共端。它的內(nèi)部電路包括如下性能：一是可調(diào)整的充放電振蕩器，可精確的控制占空比；二是采用電流型控制，并可在 500KHz 高頻狀 態(tài)下工作；三是誤差放大器具有自動補償功能；四是帶鎖定的 PWM 控制電路，可進(jìn)行逐個脈沖的電流控制；五是具有內(nèi)部可調(diào)整參考電壓，具有欠壓保護(hù)鎖定功能；六是采用圖騰柱輸出電路，提供大電流輸出，輸出電流可達(dá)到 ? 1A；七是可直接驅(qū)動場效應(yīng)管或雙晶體管。通常該參考值范圍是 450— 550mA,若此值過高，雖然有利于延長蓄電池的使用壽命，但增加了充電時間，但不能低于 400mA。 三段式充電 三段式充電與二段式充電的不同之處在于其第一個階段為恒流充電階段，充電器先以恒流對蓄電池快速充電，隨著蓄電池存儲能量的升高，充電電流減小，被充電控制電路檢測后充電器自動轉(zhuǎn)入第二個階段恒壓充電，繼續(xù)為蓄電池補充 能量，電壓上升的幅度較小并且速度放慢，直到電壓穩(wěn)定。但是各個蓄電池的容量應(yīng)當(dāng)盡可能相同，否則應(yīng)當(dāng)以容量最小的蓄電池計算充電電流，當(dāng) 小蓄電池充足之后，應(yīng)當(dāng)及時摘除，再繼續(xù)給大容量蓄電池充電。 鉛酸蓄電池的典型充電特性曲線如圖 ，通常是以恒流充電進(jìn)行分析。而且最近幾年許多新聞報道中都有使用者因為使用不當(dāng)，比如蓄電池的反接或者先將充電器與市電相連再與蓄電池相接，這些都會危及到使用者的生命安全和蓄電池的完好，所以我們需要一種更安全更環(huán)保的充電器，這定將是未來充電器的發(fā)展方向。 fast charge control。 該充電器采用 KA384 LM358 為控制單元，將蓄電