【正文】 迅速把握核心問題和解決問題的能力為我展示了一名學(xué)者的風(fēng)范，也潛移默化的成為激勵我求知上進的動力。 在本次設(shè)計的過程中，我也遇見了很多的問題，一開始以為這個設(shè)計目的和方法很清晰，但開始著手做的時候，很多具體的細(xì)節(jié)問題便出現(xiàn)了，許多東西都需要自己先去摸索，再搜集相關(guān)的資料，例如： 要 去設(shè)計 ADC0809 模 塊時， 就必需要熟習(xí)其詳細(xì)資料和功能用途以及在具體的電路中應(yīng)該注意的問題。在本系統(tǒng)的設(shè)計中增加了一個電源閉合與關(guān)斷的控制電路，并用軟件控制其關(guān)斷與閉合。 充電電路軟件設(shè)計 系統(tǒng)采用 8位的 ATMEL 單片機 AT89C51 來完成對系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)處理，當(dāng)上電復(fù)位后單片機首先對 ADC0809 進行初始化， 測量蓄電池的電壓 ， 讀取由 ADC0809 轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字信號 [12]。由于在本電路中既有強電部分的電路，又有弱電部分的電路，而弱電電路又分為數(shù)電部分和模電部分，為提高各部分電路之間的抗干擾能力，在電源電路設(shè)計時，將強電的地與弱電的地進行隔離，將數(shù)字地與模擬地進行隔離，并將數(shù)字電源與模擬電源隔離。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。 START(6 腳 )—轉(zhuǎn)換啟動信號。 EOC=0,正在進行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。當(dāng)充電電流為 1000mA～ 2250mA 時，引腳 9和 10所接的線圈通電，最右邊的繼電器導(dǎo)通。其電路如圖 15所示： 圖 15 繼電器陣列驅(qū)動電路 （ 5）后級放大電路 后級放大電路由低噪聲高精度運放 OP07 對前置放大電路輸出的信號進行放大，而放大倍數(shù)自動轉(zhuǎn)換則由繼電器陣列所構(gòu)成 。 （ 3）高精度自動換擋比例運放電路 從前置放大電路輸出電流信號的幅值為 20mA～ 3A，變化的范圍很大，為了方 便對電流信號的處理，在本設(shè)計中采用了高精度自動換擋比例運放電路，將前置放大電路輸出電流信號分成了四個量程 :第一檔為 20mA～ 100mA；第二檔為 100mA～ 500mA；第三檔為500mA～ 1000mA；第四檔為 1A～ 5A，在這范圍內(nèi)的電流信號放大 1倍，放大后的信號幅值為 1V～ 5V；高精度自動換擋比例運放電路分為電壓比較電路。對于頻率大于 的干擾信號經(jīng)電容 C24流入地，而對頻率小于 中，再將信號送進模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片中。如圖 12所示 ： 電動車充電站充電電路設(shè)計 15 圖 12 充電主電路模塊 單片機電路設(shè)計 單片機小系統(tǒng)電路如圖 13所示： 圖 13 單片機電路模塊 單片機采用的是 AT89C51型芯片，在 18和 19腳上接一個 12MHz晶振，并聯(lián)兩個 30PF的瓷介電容，為單片機提供時鐘基準(zhǔn)。其中，光電耦合器 NEC2501(U11)用于隔離強電與弱電，防止強電部分干擾單片機系統(tǒng)， PNP三極管 Q2用于驅(qū)動開關(guān)管 DFF4N60，確保開關(guān)管的導(dǎo)通， R8～ R11為限流電阻。整流濾波電路由四個二極管D1～ D四個電容 C31～ C34和一個濾波電容 C1組成，電容 C31～ C34()對交流 50Hz阻抗很大，而對高頻干擾的阻抗很小，基本上可以通過它順利入地。 由于 LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛用在各種電路中。 電動車充電站充電電路設(shè)計 13 LM324 是四運放集成 芯片 LM324系列器件帶有真差動輸入的四 運算放大器 。 ? 定時傳送方式 ： 對于一種 A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。作為一般 I/O口 使用時 ， 為準(zhǔn) 雙向 I/O口 可驅(qū)動 4個 LS型TTL負(fù)載 RST 9 復(fù)位輸入 ，高電 平有效。 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 I/O 口線，兩個 16位定時 /計數(shù)器，一個 5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。在蓄電池的出口處分別的進行電壓和電流的采樣 ，采樣信號送入低通濾波器以濾掉諧波的干擾。當(dāng)蓄電池充電滿后，由單片機輸出信號控制開關(guān)斷開電源，充電電路便停止對蓄電池的充電。方案圖如圖 7所示： 蓄電池 PWM波形發(fā)生器 電流電壓反饋 高頻變壓器 電動車充電站充電電路設(shè)計 8 圖 7 方案二 （ 3）方案三：用 VHDL 設(shè)計實現(xiàn)。這種方案的優(yōu)點是，技術(shù)簡單、成熟、有多年的實用經(jīng)驗、所需的元器件少、 成本低，但其在沒充滿電的情況下就會產(chǎn)生過充電的現(xiàn)象，增加蓄電池的損耗，使蓄電池的壽命減少，方案圖如圖 6所示： 圖 6 方案一 （ 2）方案二：用單片機實現(xiàn)的方案。從而控制充電電壓和電流的大小。 （ 4） 浮充電 此階段主要用來補充蓄電池自放電所消耗的能量，只要電池接在充電 電路 上并且接通電源，充電 電路 就會給電池不斷補充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。根據(jù)鉛酸蓄電池的上述特點， 鉛酸蓄電池的充電過程一般分為四個階段： 預(yù)充電、脈沖快速充電、補足充電、浮充電 。首先，以恒電流充電至預(yù)定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。充電曲線如下圖所示 ： 圖 3 恒流充電曲線 恒壓充電法 恒壓充電又叫定電壓充電法，在充電過程中，始終保持一個恒定的充電電壓，絕大多數(shù)汽車都采用這種充電方法對車載蓄電池進行充電。一般來說，常規(guī)充電有 恒流充電、恒壓充電法、階段充電法。原則上把這條曲線稱為最佳充電曲線，從而奠定了快速充電方法的研究方向 [2]。鉛酸電池在環(huán)境溫度為 25℃ 時工作 在理想狀態(tài) ，當(dāng)環(huán)境溫度降到 0℃ 時，電池就不能充足電，當(dāng)環(huán)境溫度上升到 50℃ 時，電池將因嚴(yán)重的過充電而縮短壽命 。只有充電速率小于 C/100，才能使電池在容量恢復(fù)到 100%后，出現(xiàn)過充電反應(yīng)。 2 充電原理 蓄電池與充電技術(shù) 蓄電池通常是指鉛酸蓄電池，屬于 二次電池 。鉛酸蓄電池自發(fā)明以來，至今已有 150年的歷史，技術(shù)十分成熟。storagebattery。 電動車充電站畢業(yè)論文 電動車充電站 畢業(yè) 論文 電動車充電站充電電路設(shè)計 學(xué) 院： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 電動車充電站充電電路設(shè)計 I 電動車充電站充電電路設(shè)計 [摘 要 ] 隨 著電動車的普及，電動車充電技術(shù)也受到人們的關(guān)注。singlechip microputer。在現(xiàn)階段，以電動助力車為主的小型電動車輛目前也主要以鉛酸蓄電池作為動力電源，在這一市場上，鉛酸蓄電池由于具備突出的性電動車充電站充電電路設(shè)計 2 價比優(yōu)勢，占據(jù)了 95%以上的市場份額。它的工作原理：充電時利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲存為化學(xué)能，需要放電時再次把化學(xué) 能轉(zhuǎn)換為電能輸出。為了使電池容量恢復(fù)到 100%，必須允許一定的過充電反應(yīng)。因此，為了保證在很寬的溫度范圍內(nèi)，都能使電池剛好充足電，充電器的各種轉(zhuǎn)換電壓必須隨電池電壓的溫度系數(shù)而變。 圖 2 最佳充電曲線 t i 0 電動車充電站充電電路設(shè)計 4 由圖 2可以看出：初始充電電流很大，但是衰減很快。 恒流充電法 恒流充電，又叫定電流充電法， 恒流充 電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法，如圖 3所示。充電初期，由于蓄電池的端電壓較低，充電電路輸出電壓與蓄電池的電壓差較大，所以充電電流也大。一般兩 階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。 （ 1）預(yù)充電 對長期不用的電池、新電池或在充電初期已處于深度放電狀態(tài)的蓄電池充電時，一開始就采用快速充電會影響電池的壽命。此時也標(biāo)志著充電過程已結(jié)束。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到額定值后，說明蓄電動車充電站充電電路設(shè)計 7 電池已經(jīng)充滿電，單片機控制開關(guān)，斷開電源，停止充電。由 AT89C51 系列單片機代替 PWM 信號發(fā)生器輸出 PWM 波形控制開關(guān)管在一個周期內(nèi)的導(dǎo)通與斷開。用 VHDL 設(shè)計主要是利用有限狀態(tài)機來實現(xiàn)。這是充電電路目前比較新的一種方法，這種方案的特點是，技術(shù)最復(fù)雜、使用 VHDL 編程較復(fù)雜，成本比上兩個方案都要高。低通濾波器輸出的信號送入 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機可識別的數(shù)字信號送入單片機中。同時， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可 選的節(jié)電工作模式。 當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間 ALE 30 當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié) PSEN 29 外部程序存儲器的選通信號 EA 31 當(dāng) EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000H~FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器 XTAL1 19 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入 XTAL2 18 來自反向振蕩器的輸出 VCC： 40 該引腳接 5V電源正端 VSS 20 該引腳接 5V電源地端 電動車充電站充電電路設(shè)計 11 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8通道， 8位逐次逼近式 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。例如 ADC0809轉(zhuǎn)換時間為 128μs ，相當(dāng)于 6MHz的 MCS51單片機共 64個機器周期。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。 應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放大器， 有源帶通濾波器，測溫電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器， 直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運算放大器 。此外， C31～ C34對整流二極管也有保護作用，在電路剛接通的瞬間，大電容 C1的充電電流很大，在沒有C31～ C34的情況下，將全部通過二極管。 R C D6和 C R D7構(gòu)成開關(guān)管 DFF4N60的保護電路，在變壓器的初級繞組上電的瞬間，如果沒有 C R D7，則就會有一個階躍的電壓加在開關(guān)管的漏源極 ，產(chǎn)生一個過高的 du/dt加在開關(guān)管的兩端，使開關(guān)容易被擊穿。單片機的復(fù)位電路為上電復(fù)位， 電源通過 22UF的電解電容加到單片機的復(fù)位腳 9腳上一個高電平復(fù)位信號， RC常數(shù) t為 t=22 106 10電動車充電站充電電路設(shè)計 16 103==220mS,因此，上電復(fù)位電路能給單片機提供高電平的時間遠(yuǎn)大于 2個機械周期的時間 (即 2mS),即單片機在加電后，單片機能完成復(fù)位。電壓跟隨器具有電壓隔離的作用，也稱為電壓隔離電動車充電站充電電路設(shè)計 17 器， 電壓隔離器輸出電壓近似輸入電壓幅度，并對前級電路呈高阻狀態(tài)，對后級電路呈低阻狀態(tài)，因而對前后級電路起到 “ 隔離 ” 作用。由四電壓比較器 LM339構(gòu)成的電壓比較電路組成，在電壓比較器的同相輸入端接一個基準(zhǔn)電壓，在反相輸入端輸入采樣的電流信號 [7]。其中電位器 RTR2 用于調(diào)零，以提高運放的精度， R45 為限流電阻，電容 C28 為濾波電容，用于濾去諧波信號提高電路的抗干擾能力。此時，由R49 和 R56 構(gòu)成運放 OP07 的反饋電路，放大兩倍。 在本設(shè)計中將該引腳經(jīng)反相后 作為中斷請求信號 送給單片機的外部中斷 0(即 INT0， 12引腳 )，用于電動車充電站充電電路設(shè)計 19 觸發(fā)單片機的中斷 。 START 上升沿時，復(fù)位 ADC0809； START 下降沿時啟動芯片，開始進行A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持 低電平。在輸入端與地之間接有一個 3K的電阻和一個發(fā)光二極管，用于指示有無電源的輸入，便于調(diào)試和維修 [9]。它們之間的隔離均采用了 LC 緩沖電路，防止各部分電路之間的相互串入干擾。由單片機換算出蓄電池的實際電壓值，由實際的電壓值決定對蓄電池進行預(yù)充電還是恒流充電，并計算出 PWM 波形占空比