【正文】 必要的。(4) 去極化應(yīng)該是有限度的，收到一定的效果時(shí)，就應(yīng)該適時(shí)停止去極化，轉(zhuǎn)到再次充電。以鉛酸蓄電池為研究對(duì)象是考慮到目前大多數(shù)助力車所使用的蓄電池仍然是鉛酸蓄電池，而且是密封免維護(hù)鉛酸蓄電池，一般為兩節(jié)或三節(jié)串連，每節(jié)蓄電池電壓為標(biāo)準(zhǔn)的 12V。（3）電池充滿后自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流補(bǔ)足充電狀態(tài)。前文述及 的充電電流已經(jīng)是比較合適的數(shù)值。 硬件設(shè)備選擇 硅雙極型晶體管的選擇考慮到本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用要求是小功率、低成本，開關(guān)頻率（50kHz）不是很高，選用東芝（TOSHIBA）公司的 2SC3306N 型硅雙極型晶體管。它由鋸齒波發(fā)生器、D 觸發(fā)器、比較器 1 和 誤差放大器 1 和 5V 基準(zhǔn)電源與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管等組成。 因此，在片內(nèi)誤差放大器的輸出電平與鋸齒波在比較器 2 中進(jìn)行比較，而死區(qū)控制電平與鋸齒波在比較器 1 中進(jìn)行比較，二者的輸出分別得到一串具有一定寬度的矩形脈沖。（1） ．輸入濾波電路如圖 3．1 所示，是一個(gè)雙 型 LC 濾波器。滿足 。圖 3．3 TL494 外圍電路設(shè)計(jì)（1） ．軟啟動(dòng)保護(hù) TL494 的 4 腳是芯片的死區(qū)控制端。TL494 提供的內(nèi)部基準(zhǔn)電源和兩個(gè)誤差放電器可以很方便的實(shí)現(xiàn)這些功能。14 腳電壓經(jīng)電阻 分壓接到電壓誤差放大器的2930R、反相輸入端 2 腳，比如均壓值 ，同相輸入端接輸出電壓的反饋電路中，反饋支路由以及可調(diào)電阻 VR 組成。芯片內(nèi)驅(qū)動(dòng)晶體管射級(jí) 10 腳接地，集電極 11 腳輸出分別驅(qū)動(dòng)外部電路中的晶體管 ，放大12N、進(jìn)而輸出給驅(qū)動(dòng)變壓器，激勵(lì)主開關(guān)管 。 充放電及其控制電路的設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)測(cè)、輸入輸出控制、充放電控制等功能，中心控制芯片選用 PIC 系列單片機(jī)的 PIC16C711 微處理器，設(shè)計(jì)如圖 3．5 所示。一共 4 個(gè)綠色發(fā)光管和 1 個(gè)紅色發(fā)光管，組合起來(lái)可以實(shí)現(xiàn)多種狀態(tài)的顯示。 RB2 = 1 時(shí)，N3 導(dǎo)通，Q4 關(guān)斷，放電終止；反之，RB2=0 時(shí)，N3關(guān)Q4 導(dǎo)通，蓄電池進(jìn)行放電過(guò)程。可見在每個(gè)充電階段中，應(yīng)根據(jù)充電過(guò)程中蓄電池端電壓的變化率動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)充電脈寬、間歇時(shí)間和放電脈寬，以改變充電電流和電壓的平均值，盡量對(duì)蓄電池進(jìn)行柔性充電，減少對(duì)其的損傷，其軟件流程圖如圖 所示 軟件編程本系統(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(guò)程按理想的充電曲線進(jìn)行，其程序見附錄。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了負(fù)脈沖對(duì)于去極化是有幫助的。 CALL DELAY1MSDJZ D_CNTJMP FCIMOV A, 0B00001110IOW IOCA0MOV A, 1MOV ADCON, ACLR AIOW IOC90BS ADCON, ADPDBS ADCON, ADRUNJBC ADCON, ADRUNJMP $1BC RF, ADIFBC ADCON, ADPDMOV A, U_AD3MOV U_AD4,AMOV A,U_AD2MOV U_AD3, AMOV A, U_AD1MOV U_AD2, AMOV A, ADDATAMOV U_AD1, AMOV A, P_AD1MOV R4, ACALL AVERAGEMOV A, R_ADLMOV P_AD, ASUB A, _5V4JBC R3, CJMP FULL_NORMALFABNORMALT: BS FLAG, FABNORMALTJMP RE_FC 。轉(zhuǎn)至快速充電階段ABNORMALP: BS FLAG, FABNORMALPJMP RE_RCPOW_NORMAL: BC FLAG, FABNORMA。所能充的電量受到一定的限制。這個(gè)階段充電器將以某一較小的充電電流給蓄電池補(bǔ)充電荷，讓使用者在任何時(shí)候使用蓄電池，蓄電池總是處于充足電狀態(tài)。單片機(jī)的 RBRBO 口分別驅(qū)動(dòng)晶體管 NN4 ，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)兩個(gè) MOSFET 管 3，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的充電、放電和停充停放。通過(guò)對(duì)充電電流值的采樣，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池組中是否有斷電或接線故障的檢測(cè)。L7805C 的輸出電壓即作為控制電路中單片機(jī)的輸入電源，又是充放電電路的驅(qū)動(dòng)管的電源。3 腳和 15 腳之間、3 腳和 2 腳之10TCpF? ???間的 RC 網(wǎng)絡(luò)都是濾波電路，分別根據(jù)電容電阻設(shè)定值去除相應(yīng)的頻段的干擾。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 的值，18R可以調(diào)節(jié)最大輸出電流。而死區(qū)時(shí)間的大小由落地電阻 上的電壓決定，該值10C 26越高，死區(qū)時(shí)間越長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，溫升只有 40℃，滿足溫升條件，實(shí)驗(yàn)運(yùn)行證明所設(shè)計(jì)的參數(shù)也是滿足條件的。參見圖 3．2。由于選用了普通雙極型晶體管，為了得到適合的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在開關(guān)管的基極各自加了一個(gè)加速開關(guān)電路，來(lái)加速開關(guān)管的導(dǎo)通。鋸齒波發(fā)生器啟振后，該鋸齒波在片內(nèi)分別被送到比較器TRC1 和 2 的同相輸入端。 TL494 的選擇 TL494 是一種脈寬調(diào)制型開關(guān)電源集成控制器，它的特點(diǎn)：（1） ．推挽或單端輸出；（2） ．最高工作頻率為 300kHz；（3） ．內(nèi)部基準(zhǔn)電壓 5V；（4） ．輸入電壓 41V；?（5） ．較寬的工作溫度范圍：TL494 為4085℃，TL494 為2085℃。圖 2．1 智能充電系統(tǒng)框圖采集到的電池端電壓、充電電流、電池溫度等狀態(tài)信息，送入 CPU 后要進(jìn)行必要的處理和判斷，才能得到相應(yīng)的控制電壓，單片機(jī)輸出充電信號(hào)、間歇停止充電信號(hào)、放電信號(hào)脈沖到充電、放電電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池充電、停充和放電持續(xù)時(shí)間的控制，對(duì)各個(gè)階段內(nèi)充電電流以及充電電壓的平均值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其符合充電電流接受率下降的特點(diǎn)。在充電的過(guò)程中，最好根據(jù)使用者的需要來(lái)改變充電電流的大小。第 2 章 總體設(shè)計(jì)思路及硬件選擇 總體設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)的基本功能（1）充電過(guò)程實(shí)施智能控制，快速完成充電，主要能進(jìn)行斷電和短路檢測(cè)。充放電電流波形如圖 1．1 所示。(3) 在充電過(guò)程中，蓄電池電壓升高到一定程度時(shí)，也就是極化現(xiàn)象達(dá)到一定程度時(shí)，就應(yīng)當(dāng)停止充電，轉(zhuǎn)向放電去極化。根據(jù)電極過(guò)程反應(yīng)速度基本公式可知，電極過(guò)程反應(yīng)速度和電極的交換電流密度成正比。（3）充電電流越大，充電脈沖寬度越小，從而充電電流有效值將比平均值大得多，發(fā)熱就較嚴(yán)重。快速充電由于充電電流大，容易出現(xiàn)出氣率大和溫升高的現(xiàn)象，影響蓄電池的壽命。2．出氣量和出氣率。摘 要為了解決能源與環(huán)境污染問(wèn)題，世界各國(guó)都在大力發(fā)展電動(dòng)車輛。評(píng)價(jià)鉛酸蓄電池快速充電的重要技術(shù)指標(biāo)是完成充電的時(shí)間。4．壽命。因?yàn)閲?guó)產(chǎn)現(xiàn)有的蓄電池結(jié)構(gòu)中的樁頭、連接條等導(dǎo)電元件的電阻較大，因而充電電流越大，消耗熱能越大，這些導(dǎo)電元件和整個(gè)蓄電池的溫升就越高。這是由于實(shí)際中的實(shí)際需要、設(shè)備造價(jià)、難控制以及難再現(xiàn)這種充電特性等很多實(shí)際因素決定的。如果只選擇適合去中期極化的放電程度，則在充電初期放電就過(guò)多，而在充電后期又去極化不足。本課題設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中采用了一種不同于這兩者的控制模式，脈沖電流幅值和PWM 信號(hào)的頻率都是固定的，而 PWM 占空比可調(diào)，并在此基礎(chǔ)上加入了間歇停充階段，提高蓄電池的充電接受能力。采用單片機(jī)作控制器，實(shí)時(shí)監(jiān)控電壓、電流，使充電過(guò)程按理想的充電曲線進(jìn)行，達(dá)到低溫升快速充電、又能使電池充滿的最優(yōu)效果。2．電源的充電電流可在 0～8A 范圍內(nèi)調(diào)整。結(jié)合軟件還可實(shí)現(xiàn)電池接反和掉電檢測(cè)。特別是成本也比 MOSFET 要低得多。一般通過(guò)腳6 分別接定時(shí)元件 和 。這個(gè)直流輸出繼續(xù)輸入到一個(gè)電阻電容均壓網(wǎng)絡(luò)中，從而為半橋變換器提供一個(gè)幅值為150V 的直流輸出信號(hào)。主要有充電電源的 LC 輸出濾波和輔助電源的 RC 濾波。同??1..7dS??樣的可以計(jì)算其它各繞組所需導(dǎo)線規(guī)格，次級(jí)繞組均選用直徑 的漆包線。 越大，軟啟動(dòng)過(guò)程越短。如果輸出電流過(guò)高，則 16 腳上（限流電阻）的電壓將高于 15 腳，放大器輸出高電平，降低驅(qū)動(dòng)三極管輸出的 PWM 脈寬，從而調(diào)節(jié)輸出電流值，使之在限定值之內(nèi)。三角波振蕩頻率為： 。L7805C 在很寬的輸入電壓(比如 725V)內(nèi)保持輸出 5V 電壓穩(wěn)定，電壓波動(dòng)只有 3mV 左右。 上的電壓經(jīng)過(guò)放大器放大之后被送到單片機(jī)的 A42R口（PORT A）的 RA1 端，再經(jīng)內(nèi)置的 A/D 轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)充電電流值的來(lái)樣。在低壓的開關(guān)管中，MOSFET 的價(jià)格和普通晶體管的價(jià)格已經(jīng)不差上下，工作在低頻時(shí) MOSFET 的驅(qū)動(dòng)電路卻要簡(jiǎn)單得多，且功耗小。第三階段為涓流充電階段，因蓄電池本身具有自放電特性。 （4）正、零脈沖充電方案、變電壓間歇充電、變電流間歇充電方案，固然可以消除一定的極化現(xiàn)象的影響，但效果還不是很理想，極化現(xiàn)象越嚴(yán)重，蓄電池可接收率越低，越難以大電流持續(xù)充電。參考文獻(xiàn)[1] 朱紹文，王正強(qiáng)．電動(dòng)助力車發(fā)展現(xiàn)狀分析[M]．輕工機(jī)械出版社．1999，1：35~39[2] 李開貴，電動(dòng)自行車專用充電器的設(shè)計(jì)及實(shí)踐[J] ．電動(dòng)車用蓄電池專輯．2022，1：12~16[3] 孫曉民，齊國(guó)光．電動(dòng)自行車關(guān)鍵技術(shù)研究及總體設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì)[J] ．97 中國(guó)電動(dòng)車研究與開發(fā)．北京，1997：12~169[4] 張延鵬，吳鐵軍．通信用高頻開關(guān)電源[M] ．第 1 版．人民郵電出版社，1998： 43~97[5] 馮義．一種智能充電系統(tǒng)的初步研究[C]．中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文，2022：l～60[6] 伊?xí)圆ǎ妱?dòng)自行車用鉛酸蓄電池質(zhì)量分析及標(biāo)準(zhǔn)的制定與研究[J] ． 《蓄電池》 ，2022，4：30～33[7] 朱松然．蓄電池手冊(cè) [M]．天津大學(xué)出版社．第 1 版．1998：1～77[8] 上海煤礦機(jī)械研究所等譯． 《國(guó)外快速充電資料選編》[M] ．上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社．第 1 版．1979，1979，10：1～81[9]