數字化快速充電系統設計附件(編輯修改稿)
2024-10-06 09:10 本頁面
【文章內容簡介】 U (V )T (m in )0t1 t2 t3 Δ VABC U (V )T (m in )0t1 t2 t30 Δ VABC 圖 鎳鎘電池的充電特性 圖 鎳氫電池的充電特性 鎳氫電池與鎳鎘電池的特性基本一致如圖 ，只是鎳氫電池具有很弱的記憶效應，在充電之前無需放電，只需對其直接充電。充電曲線與鎳鎘電池充電曲線相似，只是充電電壓到最高點后，電池端電壓 變化較小，此時出現零增量 0Δ V。此刻同樣應對電池進入浮充維護狀態(tài)。為了敘述方便，以后若無特別說明，負增量（ Δ V）和零增量（ 0Δ V）統稱為Δ V。 根據本次設計的要求，設計的智能充電器必須能對鎳鎘，鎳氫及鋰離子電池組充電。并能夠對充電過程進行實時監(jiān)測，針對不同電池的不同充電狀態(tài)做出及時調整，使之符合與其相應的充電曲線。對此，本次設計的主要設計電路包括電源電路、充電電路和充電控制電路。其主要功能是實施對電池組的快速充電，并實時監(jiān)測電池電流，電池端電壓及充電持續(xù)時間等參數。通過這些信息，判斷 出電池的實時充電狀態(tài)，并對充電電流作出及時調整，從而實時而正確地控制充電過程。當檢測到電池已充滿時，會提示用戶并且充電器自動進入浮沖維護狀態(tài)。充電過程中，充電器設置有定時，電流保護和故障檢測功能，如有異常將使充電器停止充電而保護電池。利用模糊控制理論對充電過程進行優(yōu)化控制，使充電嚴格地按照具體電池理想的充電曲線進行，實現對多種電壓等級和不同類型電池的智能充電。系統的總體框圖如圖 所示 。 220V 交流電壓 首先送入反激式開關電源進行 AC/DC 變換，使其直流輸出電壓為25V，再經過 DC/DC 變化轉化為供電電壓和充電電壓。此充電電壓不能直接對電池進行充電，必須經過充電電路，采用 BUCK 拓撲結構 ,對 AC/DC 變換電路所得的 1825V 的直流輸入電壓進行二次斬波 ,得到合適的充電電流、電壓給電池充電。整個充電過程由充電控制電路控制，充電控制電路保證整個充電過程的順利進行，該電路通過充電電池接口和檢測單元得到電池工作狀態(tài)，同時，該電路還實時監(jiān)測電路各部分工作是否正常，并提供保護功能。另外，鍵盤輸入單元用于設定輸出電 壓等參數，顯示單元顯示系統的工作狀態(tài)和故障類型等信息。所以，本系統應當具備對電壓、電流、溫度的檢測和保護電路，并且這些電路在對傳統電池組充電時也是必不可少的。 開關電源電路設計 開關電源電路的主要任務是將市電 220VAC轉化成充電所需的 25VDC的電壓。電源電路主要包括輸入濾波器，整流器， DC/DC 轉換器，輸入整流濾波器等電源變換電路。 220VAC 的市電經過輸入濾波器能夠抑制大部份共模干擾和差模干擾。 保 護 電 路 PWM 220V 25V 開 關 電 源 B u ck 拓撲 充電電池 電壓 電流 測量 電路 顯 示 鍵 盤 XC164CM 單片機 控制電 路 圖 智能充電器的總體設計框圖 整流器將交流電整流濾波成直流電，然后經過 DC/DC 變換器得到充電所需的直流電壓 。為了抑制電壓波動得到持續(xù)穩(wěn)定的輸出電壓，在輸出端添加一電壓負反饋電路。該電路由光電耦合器將檢測到的電壓狀態(tài)參量反饋給控制電路。 AC/DC 轉換器電路的設計 該部分電路主要包括：保險絲；濾波電容 C1組成的主要用來對輸入交流電濾波，消除共模干擾和差模干擾濾波網絡；橋式整流電容濾波電路如圖 。 12J1C O N 2FF U S E 1 / 3 . 5 A1234DB R I D G E 1L12 2 m HC24 7 u / 4 5 0 VC10 . 1 u /2 7 5 V A CR11 0 K 4 7 1 圖 單相橋式整流電容濾波電路 DC/DC 變換器電路的設計 該電路主要是應用 PWM 調制的反激式開關電路，并由芯片 TOP224Y 進行輸出電壓反饋控制，保持變換后的輸出電壓穩(wěn)定。原理如圖 。 圖 DC/DC 變換器電路 充電電路的設計 充電電路由 25V 電壓輸入，通過一個由控制器控制的 PWM 調制的 BUCK 開關電路得到對電池充電所需的直流電壓，對電池充電。原理圖如圖 所示。 L422 0u H / 2. 5AQ2C 18 15R 18220ΩR7110ΩQ1C 18 15C 15102Q1I R F I 9Z 43 ND612 V / 0. 5WR64. 7K2 5 V D CC P W MC 1510 00 U F / 50 VB A T +D88T Q 10 012J4C O N 2R 1210kR 1010KD I S _C U RR922010 0V / 33 A / 41 . 5m Ω開關頻率 20KD9F R 30 7D78T Q 10 0D51N 41 48Q3I R F 54 0NQ2I R F 54 0NC 17104B A T O U T _S WC 1647 U F / 25 VR 11220R820 / 5W 圖 充電電路 充電控制電路的設計 充電控制電路核心控制器 XC164CM 單片機控制充電電路對電池充電。并通過電流檢測，電壓檢測，時間定時等電路獲得當前充電狀態(tài)參數。并與設定各狀態(tài)的標準充電電流，最大允許電池電壓，最長充電時間等比較。智能地控制和選 擇合適地充電模式，保證快速有效充電，并在電池組充滿電時要及時結束充電。這時就要通過對被充電電池地電量，電壓，電流變化，充電時間等參數來判斷電池電量地飽和程度，并決定是否進入緩流維護狀態(tài)或者停止充電。 由于各個電池特性有所差異，因此各自的充電狀態(tài)都不會相同所需充電時間也不會一樣，所以要對每個電池的狀態(tài)參數進行檢測，比較處理后決定每個電池的充電狀態(tài)轉換及充電終止。整個充電過程的數據
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1