【正文】 ign.ddbDrawn By:C1VCCVCC9NCC782SVID14VIKW65KEADY35VIB41A GND66VID64VA8VSS10VSS42HS1.054HS1.153HS1.252HS1.351HS0.050HS0.149HS0.244HS0.343ACH04ACH15ACH23ACH36WIWL3880C196KBAXTAL111XTAL212KLST62AD018AD119AD626ALE16AD725AD1230RD17AD1331AD1432AD1533VSS2VCC4NOT1DTU31C102C181D22D33D9C11DC1BC1274HCT573SEL A1SEL B2SEL C3EN 16EN 2A4EN 2B5Y0 OUT15Y1 OUT14Y2 OUT13Y3 OUT12Y4 OUT11Y5 OUT10Y6 OUT9Y7 OUT774LS138A010A19A73A825A122DE22CE20D611D112D519VPP1PCM23顯示電路+5VR1C2246712MC1C2C3 28 前 三 個(gè)鍵 是 用來(lái)進(jìn)行充電方式的手動(dòng)改變 ； 故障。充電電源到電池組之間有 1個(gè)二極管 ,因此 充電電源輸出電壓與 電池組電壓并 不會(huì)一直 相等 ,而充電電源在為蓄電池充電的同時(shí) ,還 需要 為一些經(jīng)常性負(fù)載供電 ,因此 ,充電電源輸出電流 與 電池組充電電流也并 不會(huì)一直 等。電路原理圖如圖 11 所示。 方法 正常 的 情況下 ,開(kāi)關(guān)電源 應(yīng)該 工作在額定輸出功率范圍之內(nèi) ,避免電源工作在超出正常輸出狀態(tài) ,但在實(shí)際工作中是 難以預(yù)料的 。 RT 腳 與 CT 腳的設(shè)定 決定 開(kāi)關(guān)頻率的大小。 RAMP(引腳 19):斜坡電壓信號(hào)輸入端 ； 該端為 PWM 比較器的輸入端 ,將其與CT(引腳 14)相連可實(shí)現(xiàn)電壓模式控制 ； 要實(shí)現(xiàn)電流模式控制 ,該端需與 CS(引腳4)及電流檢測(cè)互感器相連 ； 由 CT 向該端輸入一定的斜坡電壓信號(hào)可實(shí)現(xiàn)斜率補(bǔ) 23 償。 Ui(引腳 10):控制器偏置電源輸入端 ； 該端主要向控制器內(nèi)部的邏輯電路和模擬電路供電 ； 偏置電壓應(yīng)在 12V 以上 ； 為了保證控制器可靠工作 ,只有在 Ui 上的電壓超過(guò)欠電壓鎖定上限闡值時(shí) ,控制器才開(kāi)始工作 ； 該端與 GND 之間應(yīng)接低ESR 和低 ESL 的旁路電容。 SS(引腳 6): 軟啟動(dòng)信號(hào)輸入端 ； 該端 和 GND 之間接軟啟動(dòng)電容 ,用以設(shè)置軟啟動(dòng)時(shí)間 ； 只要 Ui(引腳 10)上的電壓低于欠電壓鎖定闡值 ,該端電壓將維持在零伏左右。 COMP(引腳 2): 誤差放大器輸出端。 式控制 。傳統(tǒng)的 UC3875/ 6/ 7/ 8相比 ,該 IC 具有1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 8 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ A d m i n i s t r a t o r \ D e s k t o p \ 畢業(yè)設(shè)計(jì) \ M y D e s i g n . d d bD r a w n B y :C1 C2 C3L2 L4輸出整流電路1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 8 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ A d m i n i s t r a t o r \ D e s k t o p \ 畢業(yè)設(shè)計(jì) \ M y D e s i g n . d d bD r a w n B y :T1D1C4 20 控制、譯碼、保護(hù)和驅(qū)動(dòng)等功 能。另外 ,因?yàn)?是工頻濾波 ,頻率較低 ,電容量 和 電感量 應(yīng)用 很大 ,所以還 能 起到抑制高頻干擾的作用。在負(fù)脈沖放電期間 ,能量 反 饋電路開(kāi)始工作 ,它將電池的能量送到濾波電容 六 中去 ,從而實(shí)現(xiàn)了蓄電池在充電過(guò)程中適時(shí)的放電 ,即可 消除電池的極化現(xiàn)象。 本系統(tǒng)采用的 EXB841 是 大容量高速型驅(qū)動(dòng)器 (最大 40kHz 運(yùn)行 )。當(dāng) U 為正且大于開(kāi)啟電壓 UGE 間時(shí) ,IGBT 導(dǎo)通。 圖 3 改進(jìn)型 全橋移相控制的零電壓 PWM變換電路 GTR（ Giant Transistor,巨型晶體管 ） 和 GTO 是雙極型電流驅(qū)動(dòng)器件 ,因?yàn)榫哂须妼?dǎo)調(diào)制效應(yīng) ,所以 其通流能力很強(qiáng) ,但開(kāi)關(guān)速度低 ,所 需求的 驅(qū)動(dòng)功率大 ,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜。 改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓 PWM 變換電路是針對(duì)上述缺點(diǎn)所提出的一種電路拓?fù)洹? 充電系統(tǒng)的主電路原理與設(shè)計(jì) 全橋變換電路的設(shè)計(jì) 該 充電系統(tǒng)采用的是全橋移相控制的零電壓 PWM 變換電路。為了 不 損傷電池 ,經(jīng)常 采用溫升控制法 ,即當(dāng)溫升達(dá)到一定值時(shí) ,充電器便自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充電模式。這樣 能夠 避免電池長(zhǎng)時(shí)間大電流過(guò)充電。充電過(guò)程中 ,當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后 ,單片機(jī)應(yīng) 馬上 對(duì)蓄電池停止充電。 鉛酸蓄電池組 充電電源 充電控制系統(tǒng) CPU I/O 設(shè)備 12 充放電方法的控制與實(shí)現(xiàn) 在充電方法的實(shí)現(xiàn)上 ,我設(shè)計(jì)了以 80C196KB 單片機(jī)控制為主的控制方法 ,將采集到的電池溫度、電池端電壓、充電電流等狀態(tài)信息 ,送入 CPU后 再 進(jìn)行處理和判斷 ,以此來(lái) 變換 充電方式 ,實(shí)現(xiàn)智能充電。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ,充電電源采用開(kāi)關(guān)電源。 本充電系統(tǒng)采用恒壓限流充電和脈沖充電相結(jié)合的充電方法 ,將充電過(guò)程分成幾個(gè)子充電過(guò)程 ,充電電流總體上呈逐級(jí)遞減的趨勢(shì)并保持恒定電壓 ,而每個(gè)子充電過(guò)程按“正脈沖充電一停充一負(fù)脈沖放電一停充一再正脈沖充電”這種循環(huán)過(guò)程進(jìn)行 ,直至電池的容量達(dá)到額定容量的 80%以上。 然 而國(guó)外市場(chǎng)大部分充電器 都使用 Wa、WaWo、 Uamp。 線 性 電 源 是 另 一 種 常 見(jiàn) 的 電 源 , 它 是 通 過(guò) 串 聯(lián) 調(diào) 整 管 可 以 進(jìn) 行 連 續(xù) 控 制 的 線 性 穩(wěn) 壓 電 源 。 8 智 能 充 電 方 法 是 讓 實(shí) 際 充 電 電 流 動(dòng) 態(tài) 跟 蹤 可 接 受 充 電 電 流 , 這 種 充 電 方 法 不 會(huì) 對(duì) 蓄 電 池 造 成 過(guò) 充 電 , 而 且 充 電 時(shí) 間 很 短 , 一 般 在 五 六 個(gè) 小 時(shí) 。以恒電流充電 到 預(yù)定的電壓值 ,再變 為恒電壓完成剩的充電。目前由于傳統(tǒng)的充電器充電速度慢 ,充電時(shí)間長(zhǎng)、充電有效容量低、循環(huán)奉命短、對(duì)電池易損傷 ,快速充電技術(shù)至今未能完全解決 ,因而造成電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)行里程短 ,電池維護(hù)困難 ,更換頻率高等系列問(wèn)題 ,成為制約電動(dòng)車(chē)發(fā)展的瓶頸 [。 隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展 ,蓄電池正廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸 ,電力 ,通信等領(lǐng)域的各種設(shè)備中 ,已成為這些設(shè)備的重要部件 ,直接影響到設(shè)備的壽命和可靠性。 在電池設(shè)計(jì)的充電模式中 ,包括涓流充電、大電流充電、恒壓限流充電、浮充電和均衡充電功能 ,在運(yùn)行中單片機(jī)會(huì) 根據(jù)對(duì)被充電池的數(shù)據(jù)采樣和事先設(shè)定的程序來(lái)決定何時(shí)加入大電流充電、過(guò)充充電、浮充充電、電池充滿時(shí)間并停止。 （ 2） 大電流快速充電 主充階段以恒流方式充電。 充電電壓選擇 太 低 ,后期充電電流又 太 小 ,充電時(shí)間 太 長(zhǎng) ,不 適用于 串聯(lián)數(shù)量多的電池組充電 。 此 種充電方法 非常 適 合 由多數(shù)電池串連 的電池組 ,落后電池的容量 容易 恢復(fù) ,最好 使用在 小電流長(zhǎng)時(shí)間的充電模式。而鉛酸電池與鎳福電池由于內(nèi)阻較小 ,可以提供較大的電流 ,則適用于放電速率要求較高的產(chǎn) 品 ,如某些由電池供電的電動(dòng)工具 : 鋤草機(jī)。依據(jù)蓄電池的結(jié)構(gòu)又能夠分為開(kāi)口蓄電池與密封蓄電池 2 種形式。原電池只可以使用 1 次 ,就是我們所生活里的干電池 ,蓄電池便能多次反復(fù)的使用 [2]。然而 ,因?yàn)?充電方法 的 不正確 ,充電技術(shù) 無(wú)法 適應(yīng)免維護(hù)電池的特殊需求 ,使 電池很難達(dá)到規(guī)定的循環(huán)壽命。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ,基于 80196KB 單片機(jī)控制的智能充電 控制 系統(tǒng) ,其效率高、調(diào)節(jié)時(shí)間快的良好充電特性 能 得 到充分發(fā)揮 ,使得蓄電池具有較高的使用容量 與 較長(zhǎng)的循環(huán)壽命 ,可以 滿足電機(jī)車(chē)動(dòng)力蓄電池的充電 的 要求 ,具有良好的應(yīng)用前景 ,為提高蓄電池的性能 與 可靠性提供一條新的、有效的途徑。理論研究 與 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明 ,該 充電模式 能夠很大程度 縮短充電時(shí)間 ,提 升 充電效率。通信設(shè)備 通常都是使 用免維護(hù)電池作為備用電源 ,許多電子設(shè)備必須的不間斷電源系統(tǒng)（ UPS）也 無(wú)法離開(kāi) 免維護(hù)電池 ,此外在應(yīng)急燈、汽車(chē)、游艇中也 越來(lái)越多 的選用免維護(hù)電池。通常采用的化學(xué)電池分為原電池與蓄電池 2 種。如鉛酸蓄電池是酸性蓄電池 ,但鎳鎘電池則是堿性蓄電池。因?yàn)樗鼈兙哂休^大的內(nèi)阻 ,從而限制了峰值放電電流 ,使得它們適合長(zhǎng)期電流消耗要求較小的產(chǎn)品。 此 種維持電流恒定的 措施 ,從直流發(fā)電機(jī) 與 硅整流裝置中 4 皆能 得到實(shí)現(xiàn) ,它 操作簡(jiǎn)單、方便 ,易于做到。 它 缺點(diǎn) 有 : ,假如 蓄電池放電深度 太 深 ,充電電流會(huì)很大 ,不僅 會(huì) 危及充電機(jī)的安全 ,還會(huì)使 電池因過(guò)流而受到損傷 。 （ 1） 涓流充電 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到蓄電池虧電時(shí) ,首先以小電流充電 ,充電電流一般采用 倍率充電。這時(shí)應(yīng) 該 采取限流措施 ,使 電流不超過(guò)某一設(shè)定值 從 而使電壓降低 ,待電流降低、電壓升起后再穩(wěn)壓 ,這就是恒壓限流的含義。與此同時(shí)汽車(chē)排放出大量的有害氣體 ,嚴(yán)重地污染了人類(lèi)賴以生 存的自然環(huán)境 ,給人類(lèi)生存造成了嚴(yán)重的危害 [5]。一個(gè)性能優(yōu)良的充電器要解決一系列理論問(wèn)題 ,例如 ,防止或盡量減 少極化效應(yīng)；防止出現(xiàn)熱失控 ,防止或盡量減少失水效應(yīng)；防止充電所形成的不可逆鹽化 ,等等。 2 階段充電方法 : 使用 恒電流 與 恒電壓相結(jié)合的快速充電方 法 。它有效的防止了恒流充電法和恒壓充電法中 所存在的問(wèn)題 ,實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單 ,是目前應(yīng)用最為廣泛的充電方法。 目 前 相 控 電 源 己 經(jīng) 有 逐 步 被 淘 汰 的 趨 勢(shì) 。但 是 相對(duì)于相控電源來(lái) 講 ,它的價(jià)格高 ,而且功率器件的發(fā)熱量也較高 ,因此 ,在電力系統(tǒng)中的大功率場(chǎng)合 ,相控式的充電器 依然 占有較大比重。 示功能。 本充電系統(tǒng) 電路 的結(jié)構(gòu)原理框圖如圖 1 所示 ,它包括提供充電的電源和作為管理中心的控制系統(tǒng)。其中控制電路的核心 采用 80C196KB 單片機(jī)芯片 ,具有高度的集成度。 最高電壓控制 當(dāng) 電池電壓達(dá)到最大值時(shí) ,電池 則 充足電。充電過(guò)程中 ,達(dá)到預(yù)定的充電時(shí)間后 ,定時(shí)器 會(huì) 發(fā)出信號(hào) ,使充電器 立即 停止充電 或 充電電流 馬上 降低至 浮充電電流。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí) ,規(guī)定的最高溫度值 就要偏大一點(diǎn) ,這樣 會(huì)造成過(guò)充電 ,損傷電池。其基本原理是 :交流輸入電壓經(jīng)電網(wǎng)濾波、整流濾波得到一定的直流電壓 ,再通過(guò)高頻變換器將直流電壓變換成高頻交流電壓 ,最后經(jīng)過(guò)輸出整流濾波電路 ,將變