【正文】 ]。該方法較簡單,由于充電電流自動減小,所以充電過程中析氣量小,充電時間短,能耗低,充電效率可達(dá)80%,如充電電壓選擇得當(dāng),可在8h內(nèi)完成充電。 傳統(tǒng)的充電方式在充電的過程中伴隨電池電壓的變化需要調(diào)整電流使其恒定,通常使用1oh率或20h率電流充電。關(guān)于放電速率要求不高的產(chǎn)品,如便攜式計算機(jī)、蜂窩電話機(jī)和手提式視頻設(shè)備,能采用鎳金屬氧化物電池與鋰離子電池。又根據(jù)蓄電池電解質(zhì)性質(zhì)來區(qū)分:電解質(zhì)使用稀硫酸的稱作酸性蓄電池；使用堿性電解質(zhì)的稱作堿性蓄電池。 蓄電池的種類與選擇 蓄電池又稱作二次電池,是化學(xué)龜池(所謂化學(xué)電池是指可以把化學(xué)能直擠變換為電能的裝置)的一種,它既能將儲備的化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能(這一過程稱作放電),還能夠使參加反應(yīng)的物質(zhì)以電能的形式釋放完畢之后,再用充電器對它輸入直流電能(這一過程稱作充電),又能將已損耗的活性物質(zhì)復(fù)活。這些年來全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池其密封好、無泄漏且無污染等優(yōu)點,不僅能夠保證人體與各種用電設(shè)備的安全,而且在整個使用期間,無需要任何維護(hù),因此揭開了鉛酸蓄電池發(fā)展的新章程。該充電方法能夠一直保持對充電電流在總體上逼近蓄電池的可接受充電電流曲線,并且在整個充電期間內(nèi)適時地使用了去除蓄電池極化的方法。 關(guān)鍵詞: 鉛酸蓄電池；智能充電；80C196KB ；單片機(jī)AbstractIn this paper the design of leadacid batteries intelligent charging system, content mainly includes to battery charging method of research and charging system design. In the battery principle and charging methods on the basis of study, the paper proposes the constant pressure and pulse current limiting charging charging bination of charging methods. This kind of charging methods can always to recharge current in overall approximation battery acceptable charging electric current curve, and throughout the charging period timely adopted remove battery polarization measures. Theoretical and experimental data shows that this model can greatly shorten charging charging time and improve charging efficiency. Experimental results show that based on the intelligent charging 80196KB singlechip microputer control system, its high efficiency, regulating time quick good charging characteristics can get fully, make battery has higher use capacity and long cycle life, can meet the electric lootive motive battery charging request, has a good application prospect for improving battery performance and reliability provides a new and effective way. Keywords: Leadacid batteries ；Intelligent charging ；80C196KB ；singlechip目 錄緒 論 11 汽車蓄電池簡介 2 汽車蓄電池 2 蓄電池的種類與選擇 2 鉛酸蓄電池的工作原理 3 傳統(tǒng)的充電方式 3 鉛酸蓄電池充電的過程 52 課題的研究現(xiàn)狀 6 項目開發(fā)的背景 6 項目可行性 6 充電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 7 充電電源的發(fā)展?fàn)顩r 83 基本方案 10 總設(shè)計方案 10 系統(tǒng)的設(shè)計要求 10 智能充電方法的選擇 10 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖 11 充放電方法的控制與實現(xiàn) 11 單片機(jī)充電終止條件控制方法 12 最高電壓控制 12 定時控制 12 溫度控制 134 系統(tǒng)硬件介紹及設(shè)計 14 開關(guān)電源原理 14 充電系統(tǒng)的主電路原理與設(shè)計 15 全橋變換電路的設(shè)計 15 能量反饋電路的設(shè)計 17 主回路濾波與抗干擾電路的設(shè)計 18 移相控制電路的設(shè)計 19 充電系統(tǒng)的控制回路原理與設(shè)計 24 80Cl96KB單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計 25 模 擬 量 檢 測 電 路 25 鍵盤電路 25 顯示電路 27 執(zhí)行電路 27 系統(tǒng)保護(hù)措施的設(shè)計 28 過流保護(hù) 28 軟啟動保護(hù) 285 系統(tǒng)軟件設(shè)計 30 充電系統(tǒng)的主程序設(shè)計 30 實 時 時 鐘 中 斷 服 務(wù) 程 序 31 去極化子程序 32總 結(jié) 34參考文獻(xiàn) 35致 謝 36附錄一 移相控制電路的設(shè)計圖 37附錄二 系統(tǒng)電路的設(shè)計圖 3839 / 44緒 論如今以動力蓄電池作為能源的電動車被稱作二十一世紀(jì)的綠色工程,它將汽車工業(yè)發(fā)展帶入到一個全新的領(lǐng)域。雖然近年來蓄電池本身的技術(shù)有了不錯的進(jìn)步,但作為其能量再次補充的充電器的發(fā)展太緩慢,傳統(tǒng)的常規(guī)充電時間過于長,快速充電技術(shù)至今還未能完全解決,嚴(yán)重地阻礙了電動車的發(fā)展。蓄電池主要由3個部分組成:發(fā)生氧化反應(yīng)的陽極、發(fā)生還原反應(yīng)的陰極、還有將陽極反應(yīng)與陰極反應(yīng)統(tǒng)一在一起的介質(zhì)電解液。開口蓄電池有以下幾點特點:能夠進(jìn)行大電流放電、自放電小等。在這些電池當(dāng)中,鉛酸蓄電池具有價格低廉、供電可靠、電壓穩(wěn)定等特點,在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。恒流充電方式的不足之處是: 起初充電階段電流過小,在充電后期充電電流又太過于大,整個充電時間過長,析出氣體較多,對極板沖擊大,能耗高,充電效率不超過65%。,充電過程中對落后電池的完全充電也難以完成。 （3）過充充電隨著限壓充電進(jìn)行,電池電流也會隨之逐漸減低。此時,汽車帶來的能源消耗,環(huán)境污染等許多負(fù)面影響。世界各國都投入大量的人力物力進(jìn)行開發(fā)研究,我國在這方面的研究剛剛起步,汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家的研制工作也不很完善,這其中有蓄電池技術(shù)與蓄電池充放電技術(shù)兩大難點[。一般情況下電動車動力用電池多工作在深度放電工作狀態(tài),因此,對電動車動力電池的快速充電的研究和設(shè)計非常必要[6]。3階段充電法,是先使用恒流充電法達(dá)到設(shè)定的電壓之后再轉(zhuǎn)為第2階段,高恒壓充電階段,當(dāng)充電電流小到設(shè)定值之后再轉(zhuǎn)為第3階段——涓流充電,此時電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)楦〕潆妷篬7]。盡 管 己 經(jīng) 有 很 多 充 電 方 法 出 現(xiàn) , 但 由 于 各 種 條 件 的 限 制 , 仍 然 不 能 滿 足 最 佳 充 電 電 流 曲 線 的 要 求 。 由 于 調(diào) 整 管 上 損 耗 功 率 比 較 大 , 所 以 需 要 采 用 大 功 率 調(diào) 整 管 并 且 需 要 裝 配 體 積 很 大 的 散 熱 器 。 近年來,國內(nèi)外人士正在致力于智能充電器的研究,智能程度較高的充電器解決了動態(tài)跟蹤電池可接受充電電流曲線的技術(shù)關(guān)鍵,使充電電流始終和可接受充電電流保持良好的匹配關(guān)系,使充電過程始終在最佳狀態(tài)下進(jìn)行,比常規(guī)充電模式節(jié)約了30%50%電能,還提高了充電質(zhì)量與效率,充電工人只擔(dān)任輔助性工作,為充電技術(shù)和充電設(shè)備的智能化發(fā)展闖出了一條新路[10]。 智能充電方法的選擇充電方法的選擇是很重要的,不同的充電方法,它充電速度的差距會非常大,導(dǎo)致其充電效果的差距也會非常大。從輸入輸出關(guān)系來看,開關(guān)電源是一種“交流一直流”的變流裝置,然而由于開關(guān)電源采用了工作頻率較高的交流環(huán)節(jié),變壓器和濾波器都大大減小,因此同樣功率條件下其體積和重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的相控電源。在放電方法的實現(xiàn)上,采用大功率IGBT管進(jìn)行PWM控制,以控制放電電流大小,保持其高穩(wěn)定性。假如最高檢測電壓不會隨溫度變化而自動調(diào)整的話,當(dāng)?shù)蜏貢r,電池會充不足電；高溫時,電池充足電后仍會繼續(xù)大電流過充。所以,。4 系統(tǒng)硬件介紹及設(shè)計 充電電源采用開關(guān)電源,開關(guān)電源一般由功率變換主回路和控制回路兩部分組成。當(dāng)電路不能實現(xiàn)零電壓開關(guān)時,將會產(chǎn)生以下幾個后果。圖3所示是一種改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓PWM變換電路。它的導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于雙極型晶體管BJT的導(dǎo)通電阻,這使得它能夠代替BJT成為高頻開關(guān)電源的主流開關(guān)器件。當(dāng)柵極與發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號時,IGBT關(guān)斷。圖4為EXB841驅(qū)動電路圖。圖5 能量反饋電路圖 主回路濾波與抗干擾電路的設(shè)計主回路濾波電路的設(shè)計整流濾波電路對減少電源中的噪聲干擾起到了非常大的作用。 該充電系統(tǒng)只設(shè)計了輸出濾波電路。大功率DC/DC變換器,傳統(tǒng)上一般采用相移控制的全橋拓?fù)浼夹g(shù)。,最大驅(qū)動電流為100mA。EA(引腳3): 誤差放大器反相輸入端；該端接電阻分壓器,對變換器的輸出電壓進(jìn)行檢測；該端與COMP(引腳2)之間接環(huán)路補償元件。萬一出現(xiàn)電流故障,如CS(引腳4),該端上的電壓將被下拉至地電位,。CT(引腳14):振蕩器頻率設(shè)置端；線性占空比取值范圍的上限值由定時電阻RT決定；定時電容CT應(yīng)采用低ESL和低ESR的高品質(zhì)瓷片電容,其最小取值為200uF。 （3）基于UC3879的移相控制電路的設(shè)計UC3879的外圍電路設(shè)計圖如圖9所示。在該充電系統(tǒng)中想設(shè)計開關(guān)頻率為30kHZ的開關(guān)電源,取 C9=4700pF, R9=25K,則滿足f=30KHz。,最大電流可達(dá)2A,還能直接驅(qū)動功率晶體管與場效應(yīng)管。這些系統(tǒng)都要求實時控制、實時處理。電流取樣放大電路，是把取樣后的電流以電壓形式送回到PWM比較器中去比較，從而決定輸出的占空比。另外,通過 ,使得CPU選擇常用充電方式或電力部規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)的GZDW充電規(guī)律。過流保護(hù)是非常重要的一部分,假如功率變換器逆變失敗,會使變換器橋臂短路,開關(guān)管會因為瞬間電流過大而燒毀。程序設(shè)計:每次開機(jī)時,移相控制角設(shè)置為0,再根據(jù)實際情況逐漸增大；每一次關(guān)機(jī)時,由程序控制將移相控制角設(shè)置為0再關(guān)機(jī)；這些措施能確保系統(tǒng)的軟啟動。開始后進(jìn)行系統(tǒng)初始化、并允許實時時鐘中斷、通用定時器1中斷,再開通總中斷。再 通 過 采 集 到 的 參 數(shù) 與 電 池 的 參 數(shù) 進(jìn) 行 比 較 , 計 算 電 池 停 充 和 負(fù) 脈 沖 放 電 的 時 間 , 計 算 所 得 到 的 值 量 化 后 再 裝 入 通 用 定 時 器 2 相 應(yīng) 的 寄 存 器 中 , 然 后 啟 動 通 用 定 時 器 2 , 通 過 通 用 定 時 器 2 比 較 輸 出 的 PWM 控 制 Q 的 通 斷 , 控 制 蓄 電 池 去 極 化 放 電 。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計綜合在一起的過程,只要把握住每個小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強邏輯,那么這次的任務(wù)也就不難了。附錄一 移相控制電路的設(shè)計圖附錄二 系統(tǒng)電路的設(shè)計