【正文】 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(zhuān)業(yè)知識(shí)。 （ 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(guò)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。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。一次電流回路的關(guān)閉是由變壓器一次線圈、開(kāi) 關(guān) (V1)、電流檢測(cè)電阻 R10 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 這個(gè)腳 (集電結(jié) )連接到 UC3843 的 1 腳誤差放大器輸出端。穩(wěn)壓管的伏安特性如圖 318。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）。開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電壓由輸入電壓和變壓器一次線圈的反激電壓組成。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)。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。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。 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。 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。 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。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(kāi)關(guān)變壓器中這一方法同樣有效。 15 (2)通過(guò)接地、濾波、屏蔽等技術(shù)抑制電源的 EMI 以及提高電源的 EMS。 開(kāi)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。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(kāi)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(guò)內(nèi)部的阻抗。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(guò)程，解放了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，市場(chǎng)前景非常廣闊。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。 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(chē)蓄電池充電器等。 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　⒖s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。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)。 然而電池是一種化學(xué)電源，是通過(guò)能量轉(zhuǎn)換而獲 得電能的器件。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。 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。 11 圖 22 理想的矩形充電電池特性 開(kāi)關(guān)電源 開(kāi)關(guān)電源被譽(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。完成這一任務(wù)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，因此二極管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。 (4)PCB 布線。根據(jù)圖 33（ a）的電路圖可知： 當(dāng)正半周時(shí)，二極管 D D3 導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。單相橋式整流電路的總體性能優(yōu)于單相半波和全波整流電路，故廣泛應(yīng)用于直流電源之中。電容濾波過(guò)程見(jiàn)圖 38。當(dāng)負(fù)半周時(shí)，電感中的電流將更換經(jīng)由 D D4 提供。但光電耦合器的體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、開(kāi)關(guān)速度比繼電器快，且無(wú)觸點(diǎn)、耗能少。 26 圖 315 UC3843 方框圖 圖 316 管腳連接圖 這些器件可提供 8腳雙列直插塑料封裝和 14腳塑料表面貼裝（ S014）。下面將對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的特性進(jìn)行比較，如表 32 所示。 VD8 是輸出整流快恢復(fù)二極管； Cl C1 C1 L2是輸出π型濾波電路； VD9 是輸出隔離二極管，防止當(dāng)電池充滿電后電壓倒灌回電路。穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內(nèi) （或者說(shuō)在一定功率損耗范圍內(nèi)），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應(yīng)用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。 因?yàn)?整個(gè)電容系統(tǒng)的頻率是固定的，所以輸出濾波電解電容的容量的考慮 應(yīng)在紋波電壓最。而同相輸入端 5腳則同樣由 R2 R2R24 組成的分壓電路提供電壓，因此 7腳輸出高電平，通過(guò) VDl2 與 R2 R30 加到 TL431 的控制端 R 上。 R17 用來(lái)保證當(dāng)電源滿載時(shí) (光耦 LED 電流為 35 零時(shí) )TLl 的工作穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)電壓的比 較來(lái)控制電路中 LED 燈的閃爍顯示出電池充電狀態(tài)。大學(xué)生活和學(xué)習(xí)讓我不斷的成長(zhǎng)，變的成熟。 學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學(xué)位論文出版授權(quán)書(shū) 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)。 39 致謝 時(shí)光冉冉，大學(xué)時(shí)光即將結(jié)束。 （ 1） EMI 抑制電路在電路中的 作用是濾除由電網(wǎng) 進(jìn)來(lái)的各種干擾信號(hào)，防止電源開(kāi)關(guān)電路形成的高頻擾竄電網(wǎng)，或?qū)υO(shè)備和應(yīng)用環(huán)境造成干擾。輸出電壓的信息通過(guò)電阻 R1 R R21 提供結(jié) TL C1 R18 為反饋回路提供頻率補(bǔ)償。此時(shí) 2腳電壓大于 3 腳．因此 1 腳輸出高電平，由 R32給 v2 提供基極驅(qū)動(dòng)電流，因此 V2 導(dǎo)通， LED1(紅色 )被點(diǎn)亮，表示電池正處于充電狀態(tài)。 因?yàn)榉€(wěn)壓管具 有穩(wěn)定電壓的作用，它能使輸出電壓在一定范圍內(nèi)變化，從而為負(fù)載電路提供穩(wěn)定的電壓。 穩(wěn)壓二極管是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)穩(wěn)壓管。根據(jù)上面的敘述，我們可以得到一個(gè)適當(dāng)?shù)姆醇る妷?： Uflbk=UmosUin(max)100V=600V373V100V=127V 式（ 319） 因?yàn)檫@個(gè)值非常接近最小輸入電壓，考慮電路計(jì)算的方便，這里令它們相等 ： Uflbk=Uin(min)=127V 反激電壓值的占空比約為： Dmax=Uflbk/(Uflbk+Uin(min))=127V/(127V+127V)= 式（ 320） 最大輸入峰值電流： Ippk=2Iinav(max)/Dmax=（ 321） 所以 為 EMI 考慮最大工作頻率為 70KHz。場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換 .常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換 .場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻 .場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。其它的保護(hù)特性包括輸入和參考欠壓鎖定，各有滯后、可編程輸出靜區(qū)時(shí)間和單個(gè)脈沖測(cè)量鎖存。光電耦合器一般制成管式或雙列直插式結(jié)構(gòu)，由于發(fā)光器件和光敏器被相互絕緣地分置于輸入和輸出回路，故可實(shí)現(xiàn)兩路間的電氣隔離。電感濾波的波形圖如圖 312 所示。 在超過(guò)后的某個(gè)點(diǎn)，正弦曲線下降的速率越來(lái)越快，當(dāng)剛超過(guò)指數(shù)曲線起始放電速率時(shí)，二極管關(guān)斷。 式（ 311） 通過(guò)對(duì)比可知， 單相橋式整流電路的變壓器中只有交流電流流過(guò)，而半波和全波整流電路中均有直流分量流過(guò)。 16 圖 32 EMI 抑制電路圖 單相整流電路 (1) 單相橋式整流電路 1) 工作原理 單相橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，如圖 33（ a）所示。整流二極管的 EMI 來(lái)源集個(gè)體現(xiàn)在反向恢復(fù)特性上。充電器 控制原理方框圖如圖 31所 示 圖 31 充電器控制原理方框圖 電源電路 檢測(cè)控制電路 充電狀態(tài)指示電路 輸出整流濾波與隔離電路 電池 14 硬件電路的設(shè)計(jì) 電源電路 電源電路是由 EMI 抑制電路、橋式整流及濾波電路組成（圖 31）。理想的電池充電特件最好具有矩形特性，如圖 22 所示。而可以反復(fù)使用的電池，它又稱(chēng)為可充電電池或蓄電池。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。同時(shí)，對(duì)充電電池的性能和工作壽命的要求也不斷地提高。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。最近幾年，伴隨著電子產(chǎn)品在我國(guó)市場(chǎng)的熱銷(xiāo)，我國(guó)充電器行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。 涓流充電電流（恒功率充電電流） ：以恒壓充電階段中，電流的變化為參數(shù)，當(dāng)電流小到某一設(shè)定值以下時(shí)，充電器切換到涓流充電階段，充電電流會(huì)隨著充電過(guò)程逐漸減小，當(dāng)小到一定程度，電流將會(huì)恒定，不再下降，此電流是與環(huán)境溫度高低及電池新舊程度有關(guān)的動(dòng)態(tài)值。 課題研究的目的和意義 課題研究的目的 如今，隨著越來(lái)越多的手持式電器的出現(xiàn)，對(duì)高性能，小尺寸，重量輕的電池充電器的需求也越來(lái)越大。 當(dāng)電池電壓處于耗盡時(shí)開(kāi)始充電，采用電流源能解決這個(gè)問(wèn)題，但當(dāng)不接負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的電流為無(wú)窮大，因此不能 依靠新的輸出電壓來(lái)給電池充電。但對(duì)于開(kāi)關(guān)電源，輸入的瞬態(tài)變化比較多地表現(xiàn)在輸出端。 (1)功率開(kāi)關(guān)管。 在這里我們采用交流輸入，而交流輸入分為低頻段差模騷擾和高頻段共模騷擾。單相半波整流電路如圖 35(a)所示，波形圖如圖 35(b)所示。 當(dāng) v2 到達(dá) 時(shí)，開(kāi)始下降。 式（ 314） 4) 電容濾波電路的 外特性 圖 310 電容濾波外特性曲線圖 整流 濾波電路中，輸出直流電壓 VO 隨負(fù)載電流 IO 的變化關(guān)系曲線如圖 310所示。因?yàn)楫?dāng)輸入高電壓時(shí)，在啟動(dòng)電阻上存在著較大的功耗，因此將其改接到交流端則功耗至少減少了 1／極少的幾個(gè)開(kāi)關(guān)周期后，芯片將由輔助繞組供電。 本次設(shè)計(jì)選用的光耦即為 PC817A— C系列。陰極電流必須給足 ，通過(guò) R13 陰值為 ： ?????? 9 3 3)3(^ 3 113 ItlV ledR 式（ 316） 所以 R13 選 1K 的電阻 。阻尼振蕩的振幅被認(rèn)為是存儲(chǔ)在漏感中的能量。二極管是一個(gè)具有單向?qū)щ姷钠骷?，可整流濾波。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。在開(kāi)關(guān)電源的二次端，預(yù)設(shè)通過(guò)分壓電阻的電流為 ，就可以計(jì)算出另一個(gè)取樣電阻的阻值 ： 33 R21=Ursf(431)/Idiv=，取 。從輔助繞組線圈，由電容器 C5，電阻 R5，二極管 VD6 組成的電路網(wǎng)絡(luò)提供電壓給 IC1。 圖 320 充電器原理圖 36 4 總結(jié) 在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 通過(guò)與別人設(shè)計(jì)的對(duì)比讓我學(xué)到了很多的東西和認(rèn)識(shí)了自身的不足。設(shè)計(jì)中采用的基于 UC3843 控制的充電器，性?xún)r(jià)比較理想。 最后要感謝我的家人給了鼓勵(lì)，是他們默默的支持和奉獻(xiàn)才讓我有今天才成就，當(dāng)然也要感謝我的同學(xué)和朋友陪伴著我度過(guò)了美好的大學(xué)時(shí)光，是他們讓我的生活和學(xué)習(xí)變的豐富多彩。李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度深深感染了我。 (1)目標(biāo)成本：見(jiàn)表 51 表 51 基于 UC383 組 成的 80W 充電器采用的主要元器件及價(jià)格表 序號(hào) 元器件名稱(chēng) 型號(hào) 數(shù)量 金額 （ 元 ）1 電流控制器 UC3843 1 2 運(yùn)算