【正文】 源被譽(yù)為高效節(jié)能電源，它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，現(xiàn)已以為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。輸出特性關(guān)系如圖 21(a)所示。 所以針對(duì)這些電池的特點(diǎn)，以單片機(jī)為控制芯片，結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行的各種充電技術(shù)和充電器設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)控制的充電器，以達(dá)到最佳的充電效果，使充電器具有良好的性能指標(biāo)，電路簡(jiǎn)單可靠。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外人士正致力于充電器的智能化研究，智能化程度較高的充電器解決了動(dòng)態(tài)跟蹤電池可接受充電電流曲線的技術(shù)關(guān)鍵，使充電電流始終與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)充電模式可節(jié)約電能 30%50%左右，提高了充 電質(zhì)量和效率。這種充電器充電電流總是低于電池的可接受能力，造成充電效率低，大大降低了電池的壽命。因此， 在設(shè)計(jì)恒壓充電電壓時(shí)，同時(shí)要考慮抑制失水和抑制硫酸鹽化兩個(gè)問題。 然而電池是一種化學(xué)電源，是通過能量轉(zhuǎn)換而獲 得電能的器件。 充電器的用途十分廣泛，許多數(shù)碼產(chǎn)品如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等都配有充電器，除了數(shù)碼產(chǎn)品以外，在我國(guó)普遍使用的 一些交通工具 也配有充電器。只有正確的維護(hù)好電池的特性，才 能充分發(fā)揮充電電池的優(yōu)勢(shì)。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電 子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè) 計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 2 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰 寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì) 說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 3 摘 要 最近幾年，隨著電子產(chǎn)品的大量推入市場(chǎng)，可充電電池的性能在某些方面有所提高。 充電器有很多，如鉛酸蓄電池充電器、閥控密封鉛酸蓄電池的測(cè)試與監(jiān)測(cè)、鎘鎳電池充電器、鎳氫電池充電器、鋰離子電池充電器、便攜式電子設(shè)備鋰離子電池充電器、鋰離子電池保護(hù)電路多功能充電器、電動(dòng)車蓄電池充電器等。目前各種電器使用的充電電池主要有鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰電池和密封鉛酸電池四種類型。提高充電電壓是解決硫酸鹽化的常用方法，但較大提高充電電壓又會(huì)產(chǎn)生失水。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。U 等充電曲線方式，充電方式更科 學(xué)、合理，從而大大提高了蓄電池的使用壽命，大大降低了使用和維護(hù)成本，簡(jiǎn)化了充電過程，解放了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，市場(chǎng)前景非常廣闊。當(dāng)對(duì)充電電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，實(shí)現(xiàn)向負(fù)荷 供電，伴隨吸熱過程。通?？沙潆娛诫姵赜腥N常用的方法：①恒壓源；②恒流源；③恒功率源 . 恒壓源的主要缺點(diǎn)在于當(dāng)電池電壓處于耗盡時(shí)開始充電時(shí)瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的沖擊電流，充電電流只流過內(nèi)部的阻抗。給電池充電最好的方式是使用高效率的開關(guān)電源架構(gòu)，開關(guān)電源具有體積小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。 開關(guān)電源的核心部分 DC/DC 變換器有多種電路形式，常用的工作波形為方波的 PWM 變換器以及工作 波形為準(zhǔn)正弦波的諧振型變換器。整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。 15 (2)通過接地、濾波、屏蔽等技術(shù)抑制電源的 EMI 以及提高電源的 EMS。反向恢復(fù)電流的斷續(xù)點(diǎn)會(huì)在電感 (引線電感、雜散電感等 )產(chǎn)生高 dv/dt．從而導(dǎo)致強(qiáng)電磁干擾。長(zhǎng)期以來(lái)也在工頻變壓器中一直應(yīng)用屏蔽繞組來(lái)降低噪聲與耦合，在開關(guān)變壓器中這一方法同樣有效。 在分析整流電路工作原理時(shí)，整流電路中的二極管是作為開關(guān)運(yùn)用，具有單向?qū)щ娦浴? 式（ 34） 式（ 35） 3) 單相橋式整流電路的負(fù)載特性曲線 18 單相橋式整流電路的負(fù)載特性曲線是指輸出電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系 該曲線如圖 34 所示，曲線的斜率代表了整流電路的內(nèi)阻。所以單相橋式整流電路的變壓器效率較高，在同樣功率容量條件下，體積可以小一些。 圖 37 電容濾波電路圖 2) 電容濾波電路工作 原理 若 v2 處于正半周，二極管 D D3 導(dǎo)通，變壓器次端電壓 v2 給電容器 C 充電。所以在 t2 到 t3 時(shí)刻，二極管導(dǎo)電， Ｃ 充電， Vi=Vo 按正弦規(guī)律變化；t1 到 t2 時(shí)刻二極管關(guān)斷， Vi=Vo 按指數(shù)曲線下降，放電時(shí)間常數(shù)為 RLC。 電容濾波電路的計(jì)算比較麻煩，因?yàn)闆Q定輸出電壓的因素較多。當(dāng) v2 正半周時(shí)， D D3 導(dǎo)電，電感中的電流將滯后 v2。當(dāng) 電源首次接到高壓時(shí)，電阻 R R4 給電容 C5充電，當(dāng) C5 電容的充電電壓 Ucc 達(dá)到某個(gè)值時(shí)， ICl(UC3843)將啟功工作。光電耦合器既可用來(lái)傳遞模擬信號(hào)，也可作為開關(guān)器件使用，也就是它具有變壓器和繼電器的功能。如果使用非線性光 25 耦，有可能使振蕩波形變壞，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)寄生振蕩，使數(shù)千赫的振蕩頻率被數(shù)十到數(shù)百赫的低頻振蕩依次為號(hào)調(diào)制。 UC3843 方框圖和管腳連接圖如圖 315 和圖 316 所示 。電壓調(diào)整 器 TL1（ TL431）的陰極需要頤一個(gè)電流（最小為 1mA）來(lái)維持自身內(nèi)部的電壓基準(zhǔn)。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管和 MOS 場(chǎng)效應(yīng)晶體管，而 MOS 場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為 N 溝耗盡型和增強(qiáng)型， P溝耗盡型和 增強(qiáng)型四大類。開關(guān)管的開關(guān)電壓由輸入電壓和變壓器一次線圈的反激電壓組成。 輸出整流濾波與隔離電路的設(shè)計(jì) 輸出整流濾波與隔離電路有 T VD Cl C1 C1 L R1 R19 和VD9 組成（圖 317）。變壓器是利用 電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心（磁芯）。此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件。穩(wěn)壓管的伏安特性如圖 318。故選擇穩(wěn)壓二極管維持電路的正常運(yùn)行。 這個(gè)腳 (集電結(jié) )連接到 UC3843 的 1 腳誤差放大器輸出端。同時(shí) 1腳輸出電平又送到 IC2B 的反相輸入端。一次電流回路的關(guān)閉是由變壓器一次線圈、開 關(guān) (V1)、電流檢測(cè)電阻 R10 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 R16限制通過 PCl、 TLl 的電流 (限流 )。因此 IC2 組成的比較電路可根據(jù)電池的充電電流與端電壓自動(dòng)調(diào)整合適的電壓值。 其中的單相橋式整流電路能把市電的交流電壓整流為脈動(dòng)直流，而脈動(dòng)直流經(jīng)過濾波電路轉(zhuǎn)換為直流電壓； （ 2） 電壓經(jīng)過 輸出整流濾波與隔離電路，整流成π型濾波，而隔離電路起著當(dāng)電池充滿后防止電壓倒回電路的作用； （ 3） 電路中輸出電壓電流檢測(cè)控制電路的作用是通過檢測(cè)輸出電壓是否工作在設(shè)計(jì)值來(lái)進(jìn)行控制，同時(shí)保證了電路在短路時(shí)的安全性以及減少了功耗； （ 4） 電池電壓狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)是由 2 個(gè) LM393 組成的上下限電壓比較器和 LED 燈等元件組成。 （ 3）利潤(rùn)計(jì)算 目標(biāo)利潤(rùn)：?jiǎn)挝划a(chǎn)品目標(biāo)利潤(rùn) =單位產(chǎn)品售價(jià) 成本 稅金 計(jì)算原則根據(jù)本產(chǎn)品在制造過程中所需成本（ 20元）、售價(jià)（ 25元），除去稅金計(jì)算得單位產(chǎn)品目標(biāo)利潤(rùn)為 3∽ 5元。感謝景德鎮(zhèn)陶 瓷學(xué)院給了我安靜舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境，是它陪伴我度過了美好的大學(xué)時(shí)代，讓我深深的感受到了學(xué)習(xí)的重要性。 同時(shí)也要感謝各位任課老師四年來(lái)對(duì)我的細(xì)心教導(dǎo)，任課期間教會(huì)我了很多專業(yè)知識(shí)