【正文】 慢脈 沖充電 ； 蓄電池；單片機(jī)；智能 Charging Circuit Design of Electric Vehicle Charging Station Abstract:With the popularity of the electric car,Electric vehicle charging technology is also got the concern of the our courtry, lead acid battery which is used as electric vehicle power battery occupied a very big is mainly due to the leadacid battery has mature technology, low cost, battery capacity, with load output characteristics and no memory effects, the traditional conventional charging time is too long,fast charging technology is still not fully resolved, seriously restricted the development of the electric car. Based on this status, it puts forward a kind of seal free maintenance leadacid battery used for intelligence charge design scheme in this regard to all sorts of problems for battery charging appeared in the process, analyzes the existing solutions, and put forward a kind of lead acid battery to realize four stages of intelligent charging slow pulse charger design scheme. Control of switch power pulse frequency and duty cycle, which regulates charging electric current and voltage, and to realize the classification battery charging with slow pulse. The scheme not only make rapid charging,at the same time could reduce gas chromatography, eliminate vulcanization, charging for equilibrium, thus greatly extended the lead acid battery service life. Key words: Slow pulse charging。而鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等目前都存在大容量制造技術(shù)不成熟的問題，只能實(shí)現(xiàn)中小容量電池的規(guī)?；a(chǎn)，不能滿足大功率動(dòng)力的需求。用橋式整流、濾波將 220V交流電轉(zhuǎn)換成 311V直流電，經(jīng)變壓器反饋振蕩得到 48V充電電壓，在設(shè)計(jì)過程方面，從總體方案、單元電路、元器件選擇和設(shè)計(jì)等都進(jìn)行了細(xì)致 的介紹。當(dāng)充電速率大于 C/5時(shí)，電池容量恢復(fù)到額定容量的 80%以前，即開始發(fā)生過充電反應(yīng)。實(shí)踐證明，實(shí)際的浮充電壓與規(guī)定的浮充電壓相差 5%時(shí)，免維護(hù)蓄電池的壽命將縮短一半。實(shí)驗(yàn)表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以大大縮短充電時(shí)間，并且對(duì)電池的容量和壽命也沒有影響。這個(gè)現(xiàn)象對(duì)蓄電池充電所必須的最短時(shí)間具有重要意義。缺點(diǎn)是充電時(shí)間長，并且需要經(jīng)常調(diào)整充電電流。 二階段法采用恒電流和恒電壓相結(jié)合的快速充電方 法，如圖 3所示。但存在的缺點(diǎn)是： 體積大、重量重和不能過充或過放。此時(shí)充電電流逐漸減小，當(dāng)電流下降至某一閾值時(shí)，轉(zhuǎn)入浮充階段。這兩個(gè)實(shí)時(shí)信號(hào)反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)判斷后，控制 PWM波形的占空比。這種方法是目前市場充電器流行使用的方法，也是一種很技術(shù)非常成熟的方法。這是充電器目前比較新的一種方法，這種方案的特點(diǎn)是，技術(shù)比較復(fù)雜，單片機(jī)使用軟件來控制整個(gè)充電過程，使得充電的過程易于控制。這個(gè) PWM信號(hào)送給開關(guān)電源開關(guān)管，從而便調(diào)節(jié)的開關(guān)管在一個(gè)周 期內(nèi)關(guān)斷和導(dǎo)通的時(shí)間，也就是控制了高頻變壓器通斷的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)控制高頻變壓器輸出電壓和電流的大小。 4 充電電路的硬件設(shè)計(jì) 電路總體設(shè)計(jì) 由市電送來的 220V 的交流電經(jīng)繼電器進(jìn)行整流濾波，得到大約 300V 的直流電送入給脈沖變壓器，高頻變壓器的次級(jí)繞組輸出電壓為 48V 給蓄電池充電。 （ 1）功能特性描述 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器 的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。作為一般 I/O口 使用時(shí) ， 為準(zhǔn) 雙向 I/O口 可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS型 TTL負(fù)載 P3口 10~17 P3口內(nèi)部 有 上拉電阻的 8位 I/O口， 還有一個(gè)全雙功能口 。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ ? REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓 ? Vcc：電源， +5V ? GND：地 （ 4） ADC0809的工作過程 首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。為此可采用下述三種方式。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)， OE信號(hào)即有 效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接收 。 LM324系列由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償 運(yùn)算放大器 。二極管 D5和電阻 R1構(gòu)成續(xù)流電路，當(dāng)繼電器的線圈斷電后，二極管 D5和電阻 R1為線圈產(chǎn)生的反向電壓提供續(xù)流通道。 本課題經(jīng)整流濾波的 300V直流電源送給脈沖變壓器 T1的初級(jí)繞組，初級(jí)繞組的下端與開關(guān)管 DFF4N60相連，開關(guān)管 DFF4N60由光電耦合器 NEC2501(U11)和 PNP三極管 Q2來控制和驅(qū)動(dòng)。蓄電池的負(fù)極經(jīng) 。由電壓采樣電路出來的電壓信號(hào)送入由 R15和 C24組成的低通濾波器，其截止頻率為fH=1/2 R15 C24=1/2 103 108≈ 。為了提高對(duì)充電采樣電流測量的精度，利用放大器 AD620對(duì)采樣電流進(jìn)行精確的放大 10倍，其中電阻 R44的阻值為：R44= /(A1)= /(101)=。三極管 A1015的放大倍數(shù)為 200倍，故流入基極的電流 I為： I=Δ電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 18 U/AR=()/200 = R為： R=UEB/I=()/ = ,在本電路中用 KΩ的電阻。此時(shí)，由 R48和 R56 構(gòu)成運(yùn)放 OP07 的反饋電路，放大 6倍 [8]。 EOC(7 腳 )—— 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。對(duì)應(yīng) ALE上跳沿， A、 B、 C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。如圖 16 所示： 圖 16 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路 電源電路設(shè)計(jì) 12V電源電路采用的是三端固定式穩(wěn)壓器 LM7812，由蓄電池直接接入 LM7812的輸入端，輸入和輸出端與地之間除接有大容量的 470UF電解電容濾波外，還并聯(lián)了一個(gè)小容量為 。在輸出端反接一個(gè)二極管，用于保護(hù)電路。另外，LCD1286412 屏上顯示電子錢包當(dāng)前余額。結(jié)果是蓄電池過充電，使得蓄電池的壽命減小，浪費(fèi)能 源。同時(shí)，由于充電技術(shù)性能參數(shù)受到多方因素的影響， 這就決定了參數(shù)的確定需要在電動(dòng)車的 實(shí)際運(yùn)營過程中進(jìn)行跟蹤監(jiān)測和檢驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中得到了郭建昌老師在百忙之中不厭其煩的、精心的輔導(dǎo)才能使我在有限的時(shí)間內(nèi)順利地完成設(shè)計(jì)。同窗之誼，我將終身難忘，希望我們之后能繼續(xù)的互幫互助，相互勉勵(lì)！ 向?qū)忛喓?評(píng)議本論文的各位專家學(xué)者表示由衷的感謝和敬意 !最后感謝學(xué)院、母校對(duì)我的培養(yǎng)！祝福各位老師和同學(xué)工作順利！祝母校明天更加輝煌！ 我愿在未來的學(xué)習(xí)和研究中，以更加努力的學(xué)習(xí)，兢兢業(yè)業(yè)的工作來報(bào)答曾經(jīng)給予我關(guān)心、幫助和支持的老師和同學(xué)們！ 。 電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) [1] 周志敏，周紀(jì)海．開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用［ M］ .北京：人民郵電出版社， :201215 [2] 孫立群，張寶金．電動(dòng)自行車充電器維修［ M］ .北京：人民郵電出版社， :106134 [3] 錢逸秋 .單片機(jī)原理與應(yīng)用［ M］ .北京 :電子工業(yè)出版社， :5678 [4] 楊幫文．實(shí)用電池充電器與保護(hù)器電路集錦［ M］ .電子工業(yè)出版社， :89103 [5] 段晨東，張文革，李斌 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)［ M］ .北京：清華大學(xué)出版社， :202205 [6] 晏澤昕 .230MHz寬帶大功率放大器的研究與實(shí)現(xiàn)［ D］ .電子科技大學(xué)， :2836 [7] 路秋生 .常用充電器電路與應(yīng)用［ M］ .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， :83123 [8] 朱松然 .鉛酸蓄電池技術(shù)第二版［ M］ .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， :5698 [9] 王鴻麟，錢建立，周曉軍 .智能快速充電器設(shè)計(jì)與制作［ M］ .北京：科學(xué)出版社， :132157 [10] 嚴(yán)國萍，龍占超．通信電子線路［ M］ .北京：科學(xué)出版社， :108114 [11] 童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)［ M］ .高等教育出版社， :470483 [12] 趙良炳 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)［ M］ .清華大學(xué)出版社， :82112 [13] 楊宇華 .便攜 式設(shè)備節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)考慮因素 [J].中國科技信息， ： 2125 [14] 彭為，黃科，雷道仲 .單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講 ［ M］ .電工工業(yè)出版社， 2020,5 :237248 [15] Zhang Nannun, New Control principle（ in Chinese）［ M］ .Defence Industry Publishing House, Beijing, :150167 [16] Chips S Power Amplifiers for Communications［ M］ .MA:Artech House,:156176 電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 26 致謝 通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)充電的整個(gè)流程的實(shí)現(xiàn)有了充分的了解，在這方面的知識(shí)面得到了很大的拓寬。在分析了傳統(tǒng)的充電方式之后，本文提出了四階段式智能充電的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的分級(jí)慢 脈沖充電 。接下來就是讀取采樣電流信號(hào)，單片機(jī)向ADC0809 發(fā)送采樣電流信號(hào)轉(zhuǎn)換的地址，然后向 ADC0809 發(fā)送寫信號(hào)，即發(fā)送地址鎖存和模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，之后進(jìn)入等待狀態(tài)。 根據(jù)卡返回的序列號(hào)，對(duì)用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證 [11]。電解電容用于抑制芯片的自激振蕩，瓷介電容用于壓縮芯片的高頻帶寬，減少高頻噪聲 [10]。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V，在本電路中接的是 Vref(+)=+5V, Vref()=0V的電壓。ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。此時(shí)，由 R47 和 R56 構(gòu)成運(yùn)放 OP07 的反饋電路，放大 11倍。繼電器陣列驅(qū)動(dòng)由 PNP三極管A1015所構(gòu)成的放大電路，其中 5V直流繼電器，線圈額定電壓為 ，額定功率為 ，由此可算出限流電阻 R的阻值為： R=Δ U2/P=()2/≈ 。由于蓄電池充電時(shí)電流的信號(hào)從 20mA～ 3A，范圍很大，它有一段的信號(hào)是很小，并且經(jīng)過 電路的后，采樣電流信號(hào)幅值變?yōu)?2mA～ ，為此在本設(shè)計(jì)中對(duì)采樣電流信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)放 大，既前置放大電路和后級(jí)放大電路 [6]。 信號(hào)采樣與放大電路設(shè)計(jì) 整體信號(hào)采樣與放大模塊電路圖如下所示