【正文】 bike to meet the consumer demand for travel radius.In addition, the electric bike battery using lithium batteries is increasing. Use of switching power supply to achieve high efficiency on the lithium battery charge is the current rechargeable lithium battery design through careful investigation note, lithium batteries for electric vehicle charging process and charge curves of the integrated use of a flyback switching power supply technology, lithium battery charger for electric vehicles to do a specific design.Circuit includes a rectifier filter circuit, power converter, voltage regulator circuit, the current circuit, the charging indicator circuit, charging in four phases of the lithium batteries safely and efficiently. Charging process prises weak charge current regulation phase, constant current charging phase, constant voltage charging. The main power to change the input error voltage of the error amplifier in Currentmode PWM control IC UC3842 to achieve voltage regulation. Constant current circuit of the constant current charging lithium batteries. Circuit design meet customer requirements, and low cost. Keywords: flyback switching power supply。另外，電動車電瓶采用鋰電池越來越多。主電源部分采用線性光耦改變電流型PWM控制集成芯片UC3842中誤差放大器的輸入誤差電壓，實現(xiàn)穩(wěn)壓充電。中國已成為全球電動自行車的制造、消費大國，目前中國市場年產(chǎn)銷量超過2000萬輛，整個產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟規(guī)模達到1000億以上，從業(yè)人員近500萬人。最早出現(xiàn)的鋰電池來自于偉大的發(fā)明家愛迪生，使用以下反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。 鋰電池的缺點： ⑴鋰原電池均存在安全性差，有發(fā)生爆炸的危險； ⑵鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電，安全性較差； ⑶鋰離子電池均需保護線路，防止電池被過充過放電； ⑷生產(chǎn)要求條件高，成本高。早在70年代，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成化的開關(guān)電源就已被廣泛地應(yīng)用于電子計算機、彩色電視機、衛(wèi)星通信設(shè)備、程控交換機、精密儀表等電子設(shè)備。在70年代后期，功率在100w以上的開關(guān)電源是有競爭力的。 主要設(shè)計內(nèi)容根據(jù)調(diào)研電動車用鋰電池充電曲線，設(shè)計本充電器電路實現(xiàn)對鋰電池分四個階段充電，實現(xiàn)充電器對電池高效率安全充電。主要分為半橋式、全橋式、推挽式、單端反激式、單端正激式等等。在方波的上升沿和下降沿。它表示電解電容呈現(xiàn)的電阻值的總合。恒壓充電：當電池在充電過程中,電池電壓達到設(shè)定值時,充電周期進入恒壓充電。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。 開關(guān)電源能量損耗和壽命降低損耗，遏制溫升，提高效率，延長壽命開關(guān)電源內(nèi)部的損耗主要分四個方面：⑴開關(guān)損耗 如功率開關(guān)，驅(qū)動；⑵導(dǎo)通損耗 如輸出整流器，電解電容中電阻損耗；⑶附加損耗 如控制IC，反饋電路，啟動電路，驅(qū)動電路；⑷電阻損耗 如預(yù)加負載等；在反激式開關(guān)電源中，功率開關(guān)和驅(qū)動以及輸出整流部分占損耗的90％多，磁性元件占5％，其它占5％； 損耗直接影響效率，更影響電源的穩(wěn)定性和工作壽命。 開關(guān)電源分類按開關(guān)管與負載的連接方式分類，開關(guān)電源可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和變壓器耦合型3種類型。而開關(guān)管關(guān)斷時，變壓器將一次側(cè)線圈內(nèi)儲存的電感能量通過整流二極管給負載供電，直到下一個脈沖到來，開始新的周期[3]。變壓器次級線圈輸出電壓Uo是一個帶正負極性的脈沖波形，一般負半周是一個很規(guī)整的矩形波；而正半周，由于輸出脈沖被整流二極管限幅，當開關(guān)電源工作于連續(xù)電流或臨界連續(xù)電流狀態(tài)時，輸出波形基本也是矩形波。還可以看出，流過變壓器初、次級線圈中的電流是可以突跳的。個引腳，各腳功能如下：1腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性；2腳是反饋電壓輸入端，圖33 UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)UC3842是專門設(shè)汁用于出線和直流—直流變換器應(yīng)用的高性能、固定頻率、電流模式控制器，為設(shè)計者提供使用最少外部元件的高性能價格比的解決方案。1 0％之內(nèi)，這些內(nèi)部電路的優(yōu)點使振蕩器頻率及晨大輸出占空比的變化最小。它將引起輸出電壓誤差，后者等于輸入偏置電流和等效輸入分壓器源電阻的乘積。此電壓由電流取洋輸入(管腳3)監(jiān)視并與來自誤差放大器的輸出電平相比較。每個都具有內(nèi)部的滯后，以防止在通過它們各自的門限時產(chǎn)生錯誤輸出動作。輸出這些器件有一個單圖騰柱輸出級，是專門設(shè)計用來自接驅(qū)動功率MOSFET的，它能提供高達177?？梢钥吹?，接在運放的反相輸入端。三極管Vce隨輸入二極管電流If的變化曲線（Ic為參量）如圖38所示。同時該電壓經(jīng)R16及R17分壓后作為采樣電壓，送入UC3842的腳2，在與基準電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳6輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達到穩(wěn)壓的目的。通過調(diào)節(jié)由R24，R31，R32組成的分壓網(wǎng)絡(luò)后得到采樣電壓， V基準電壓進行比較，當輸出電壓正常時， V電壓基準相等，則TL431的K極電位保持不變，從而流過光耦二極管的電流不變，進而流過光耦CE的電流也不變，UC3842引腳2的反饋電位Uf保持不變，則引腳6輸出驅(qū)動的占空比不變，輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定值不變。4 總體設(shè)計本設(shè)計共分為兩部分：主電源部分、控制電路部分。設(shè)計主電源時就是要找到最苛刻的條件，即輸入最低，輸出功率最大的條件下來設(shè)計脈沖變壓器的。主電源電路低電流調(diào)節(jié)電路恒流電路指示燈電路圖41 電路框圖主電源控制電路市面上一些鋰電池充電器充電過程分為預(yù)充電,恒流充電,恒壓充電,溫度監(jiān)控。本電路最大功率發(fā)生在恒流充電階段二結(jié)束恒壓充電開始時。圖51 主電源電路 輸入電路 輸入浪涌電流保護隔離式開關(guān)電源在加電時，會產(chǎn)生極高的浪涌電流，需在電源的輸入端采取一些限流措施，才能有效地將浪涌電流減小到允許的范圍之內(nèi)。設(shè)計時要認真地選擇雙向可控硅的參數(shù)，并加上足夠的散熱片，因為在它導(dǎo)通時，要流過全部的輸入電流。比如電網(wǎng)附近有電感性開關(guān)，暴風(fēng)雨天氣時的雷電現(xiàn)象，都是產(chǎn)生高尖峰的因素。也就是說，當高壓尖峰瞬間出現(xiàn)在壓敏電阻兩端時．它的阻抗急劇減小到一個低值，消除了尖峰電壓使輸入電壓達到安全值。⑴濾除差模干擾信號。L3，L4要求圈數(shù)相同，一般取10，電感量2mH左右。單方向變化工作模式，磁通密度從最大值 Bm變化到剩余磁通密度Br，或者從Br變化到Bm。雖然功率傳送方式不同，要求的磁芯參數(shù)不一樣，但是在高頻電源變壓器設(shè)計中，磁芯的材料和參數(shù)的選擇仍然是設(shè)計的一個主要內(nèi)容。為了保證繞組之間的絕緣，必須增加兩個繞組之間的距離，從而降低繞組間的耦合程度，使漏感增大。 反激式變換器和以上所述大不相同，反激式變換器工作過程分兩步：①開關(guān)管導(dǎo)通，母線通過初級繞組將電能轉(zhuǎn)換為磁能存儲起來；②開關(guān)管關(guān)斷，存儲的磁能通過次級繞組給電容充電，同時給負載供電。一旦磁芯飽和，開關(guān)管瞬間就會損壞。圖53 磁滯回線圖 變壓器設(shè)計步驟反激式變壓器是反激開關(guān)電源的核心，它決定了反激變換器一系列的重要參數(shù)，如占空比D，最大峰值電流，設(shè)計反激式變壓器，就是要讓反激式開關(guān)電源工作在一個合理的工作點上。開關(guān)頻率為60KHZ。這是一個梯形波橫向表示時間,縱向表示電流大小,這個波形有三個值,一是平均值,二是有效值I,三是其峰值,首先要確定這個電流平均值： （57）經(jīng)計算=。直接給出有效值的電流公式: （59）經(jīng)計算電流有效值：I =。據(jù)計算本變壓器選擇了EE30磁芯。如我這個副邊匝數(shù)等于60*,所以次級整取16匝。⑵對于以上主MOS管VD的幾部分進行計算①輸入的直流電壓VDC。實際選取的VRCD應(yīng)為最大值的90%（這里主要是考慮到開關(guān)電源各個元件的分散性，溫度漂移和時間飄移等因素得影響）。輸入電網(wǎng)電壓越低VRCD就越高，負載越重VRCD也越高。所使用的開關(guān)管必須符合兩個條件，即在開關(guān)管截止時，要能承受漏極尖峰電壓，在開關(guān)管導(dǎo)通時，要能承受漏極的尖峰電流。6控制電路設(shè)計如圖61所示，當鋰電池接上電路輸出后，本電路監(jiān)測鋰電池本身電壓，三極管Q5導(dǎo)通，繼電器通電，開關(guān)閉合將R47短接。這就是恒流充電階段一?，F(xiàn)在我在設(shè)計隆鑫限流18A蓄電池充電器和電動車鋰電池充電器。我相信按照先易后難的原則我能調(diào)試出本設(shè)計電路。每當遇到棘手的問題時，我就求助他們，他們提供給我重要的研究資料，與他們的探討擴寬了我的研究思路，使我跨越了很多難關(guān)。致謝通過二個多月的實習(xí)，在王工、李部長的指導(dǎo)下和同事的幫助下，我學(xué)到了許許多多的知識，看到了很多經(jīng)典產(chǎn)品電路圖紙。此電動車鋰電池充電器設(shè)計目前只是理論上實現(xiàn)。通過上述同樣的過程。圖61 低電流調(diào)節(jié)控制電路如圖62所示，當鋰電池本身電壓低于5V時，LM35822輸出高電平，Mos管Q4截止。為了限制開關(guān)管的DS安全電壓，工作占空比應(yīng)保持在相對地低一些，一般要低于50%，即＜。R的功率選擇是依實測VRCD的最大值，計算而得。⑶試驗調(diào)整VRCD值。如寬電壓應(yīng)選擇AC265V，即DC375V。⑺確定反饋繞組的參數(shù)反饋是反激的電壓,其電壓是取自輸出級的,所以反饋電壓是穩(wěn)定的。 本變壓器選擇的EE30磁芯材料是MP40。值得注意的是，始終保持變換器工作于一個模式如電流連續(xù)模式或電流斷續(xù)模式，不要在兩個模式之間轉(zhuǎn)換，這兩種模式不同，對反饋回路的調(diào)節(jié)電路要求也不同，在考慮某一種模式而設(shè)計的調(diào)節(jié)電路，如運行到另一模式時易引起不穩(wěn)定或者性能下降。下一步求電流峰值。同樣的芯片，同樣的磁芯，若是變壓器設(shè)計不合理，則整個開關(guān)電源的性能會有很大下降，如損耗會加大，最大輸出功率也會有下降。在輸入電壓一定時，由反饋電路保證Ton的合適值。因為當磁芯飽和時，磁感應(yīng)強度基本不變，dB/dt近似為零，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，將不會產(chǎn)生自感電動勢去抵消母線電壓，初級繞組線圈電阻很小，這樣母線電壓將幾乎全部加在開關(guān)管上，開關(guān)管會瞬時損壞[5]。這樣，匝數(shù)有下限，使漏感也有下限。不管功率傳送是那一種方式，原邊和副邊的電壓變換比等于原和副繞組匝數(shù)比。為了提高△B，希望Bm大，Br小。電容量要求2200pF左右。L1,L2磁芯面積不宜太小，以免飽和。⑴選擇壓敏電阻的電壓額定值，應(yīng)該比最大的電路電壓穩(wěn)定值大10％一20％；⑵計算或估計出電路所要承受的最大瞬間能量的焦爾數(shù)；⑶查明器件所需要承受的最大尖峰電流；上述幾步完成后，就可以根據(jù)生產(chǎn)廠家的壓敏電阻參數(shù)資料選擇合適的壓敏電阻