【導(dǎo)讀】的低成本36V電動(dòng)自行車充電器具有重要的價(jià)值意義。該充電器基于的開(kāi)關(guān)電源的原理。LM324、光耦和TL431實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的充電控制。文章首先介紹了電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的由來(lái)，和它優(yōu)越的特點(diǎn)。第二章介紹了充電的相關(guān)知。接著第三章給出了簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)電路元件做詳細(xì)分析。紹了電路的4大組成部分：主電路、振蕩電路、保護(hù)電路和指示電路。

　　

【正文】 變壓器反饋式振蕩電路 2) 三點(diǎn)式振蕩電路 三點(diǎn)式振蕩電路是指電容或電感（反饋部分）的 3 個(gè)段分別接晶體管的三個(gè)極，故稱為三點(diǎn)式振蕩電路。 三點(diǎn)式振蕩電路主要分為電感三點(diǎn)式和電容三點(diǎn)式 振蕩電路。 1． 電感三點(diǎn)式振蕩電路是指原邊線圈的 3 個(gè)段分別接在晶體管的 3 個(gè)極。又稱為電感反饋式振蕩電路或哈特萊振蕩電路。其特點(diǎn)是： a. 易起振。 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 16 b. 調(diào)節(jié)頻率方便。采用可變電容可獲得較寬的頻率調(diào)節(jié)范圍，一般用于產(chǎn)生幾十赫茲以下的正弦波。 c. 輸出波形較差。 2． 電容三點(diǎn)式振蕩電路是指兩個(gè)電容的 3 個(gè)段分別接在晶體管的 3 個(gè)極。又稱為電容反饋式振蕩電路或科皮茲式振蕩電路。其特點(diǎn)是： a. 輸出波形較好。這是由于反饋電壓取自電容，而電容對(duì)于高次諧波阻抗較小。 b. 振蕩頻率較高，一般可達(dá) 100MHz以上。 c. 調(diào)節(jié)電容可 以振蕩頻率，但同時(shí)會(huì)影響起振條件。因此，這種電路適用于固定頻率的振蕩。 如圖 46（ a)為三點(diǎn)振蕩電路及其交流等效電路，從圖 46（ b）看出，與發(fā)射極相接為電容，集極度與基極之間接電感，服從于共射三點(diǎn)振蕩電路對(duì)電抗性的要求，故能振蕩。 圖 46 三點(diǎn)式振蕩電路 一般反饋系數(shù) F=C1/C2 取 之間，由于該電路的輸入端接電容，而容抗又隨頻率增加而減小，所以輸入電壓中的高次諧波分量將明顯地受到抑制，使輸出波形良好，該電路的缺點(diǎn)是：用調(diào)節(jié)電容來(lái)改變頻率時(shí)，會(huì)使反饋系數(shù)改變，所以通常用改進(jìn)型的電容三點(diǎn)振蕩電路。 本設(shè)計(jì)選用的是變壓器反饋式振蕩電路，它能夠?qū)㈦娐饭ぷ鲿r(shí)所產(chǎn)生的電流電壓通過(guò)相關(guān)器件自行反饋，從而改變振蕩頻率維持充電狀態(tài)的穩(wěn)定性。 保護(hù)電路 本次設(shè)計(jì)保護(hù)電路部分輸出 回路用于監(jiān)測(cè)輸出電流，并為 U2C提供供電電壓， U2C通過(guò)比較運(yùn)算控制光電耦合器 PC817的導(dǎo)通與截止，從而起到過(guò)流保護(hù)的作用。 TL431為精密穩(wěn)壓專用集成電路，用于基準(zhǔn)電路中產(chǎn)生 的基準(zhǔn)電壓，為 U2D 提供電壓，U2D 通過(guò)比較運(yùn)算穩(wěn)定輸出電壓。 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 17 過(guò)流保護(hù)電路 過(guò)流保護(hù)電路主要由電阻 R1 和 NPN 型三極管 Q2組成，當(dāng) Q1 漏極電流增加并達(dá)到很大時(shí)，因?yàn)樵礃O電流等于漏極電流，所以導(dǎo)致源極電流上升，使得加至 R1 上的電壓增加，當(dāng) Vbe大于等于 時(shí)，三極管飽和導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)限制柵極電位使 Q1關(guān)斷，從何保證元器件的安 全。具體電路見(jiàn)圖 47。 圖 47 過(guò)流保護(hù)電路 電壓比較電路 當(dāng)輸出電流達(dá)到 ， VEE 為 * =，經(jīng)過(guò) R1 R22 的分壓，使得分壓點(diǎn)電位為低于 0V（ R22 的另一端電位為 ），送到 U2C 的反向輸入端，與其同相輸入端的 0V 比較，使得 U2C 輸出為趨向于增大，經(jīng) D1 R10 送到 PC817光電耦合器，其發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)內(nèi)部三極管易于導(dǎo)通， Q2 趨于飽和， Q1 柵極電位降 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 18 低，漏源之間趨向斷開(kāi)，從而使輸出電壓降低，輸出的電流負(fù)載下降，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)的作用。 當(dāng)輸出電壓 36V 因負(fù)載或 來(lái)電的原因逐漸減小時(shí)，經(jīng) R27/ R9 的分壓，將低于 ，送到 U2D 的同向輸入端，與反向輸入端的 比較（ R11 直接接到 TL431的 ），使 D16 二極管趨于截止，經(jīng) R10 送到 PC817 光電耦合器，其發(fā)光強(qiáng)度削弱，內(nèi)部三極管趨于截止， Q2 趨于截止， Q1 柵極電位升高，漏源之間更趨向接通，從而使輸出電壓升高，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。見(jiàn)圖 48。 圖 48 電壓比較電路 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 19 顯示電路 該電路主要是由 LM324和雙色發(fā)光管 LED2 構(gòu)成。如圖 49所示。 LM324是雙運(yùn)放集成電路 ,這里接成兩個(gè)電壓比較器。由充電電 流取樣電阻 R12 取得的電壓變化信號(hào) ,經(jīng)R18 送入 U2B的反向輸入端。充電初期 ,充電電流較大 ,R18上壓降增大 (注意 :R18 上的電壓對(duì)地為負(fù)電壓 )。反向輸入端電位低于正向輸入端電位 ,輸出端輸出高電平 ,充電指示燈 LED2 點(diǎn)亮。當(dāng)電池接近充滿時(shí) ,充電電流減小 ,R18上的電壓也減低 ,當(dāng) U2B反向輸入端電位大于正向輸入端電位時(shí) ,U2A輸入端變?yōu)榈碗娖?,輸出端輸出高電平 ,充滿指示燈 LED2 熄滅。 圖 49 指示電路 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 20 結(jié) 論 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我又學(xué)習(xí)到了不少的專業(yè)知識(shí)，比如認(rèn)識(shí)了 LM32場(chǎng)效應(yīng)管等，以及一些 電路的原理和使用場(chǎng)合。過(guò)程雖是艱辛的，但是看到自己最終成果，內(nèi)心還是無(wú)比的激動(dòng)和自豪。相信通過(guò)次的學(xué)習(xí)會(huì)讓我更加有自信去面今后工作中的挑戰(zhàn)。 在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)下，通過(guò)各種渠道開(kāi)始準(zhǔn)備工作，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書(shū)籍等。在設(shè)計(jì)課題過(guò)程中我查閱了大量的資料和進(jìn)行理論知識(shí)的復(fù)習(xí)，查找和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題有關(guān)的內(nèi)容，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)指導(dǎo)老師的多次修改，最終把設(shè)計(jì)方案確定下來(lái)了。慢慢的我開(kāi)始咀嚼這些資料，并作一些記錄，然后把有用的開(kāi)始匯總，寫(xiě)成任務(wù)書(shū)。接著我通過(guò)各種渠道去進(jìn)一步收集資料，然后把 有用的精心挑選出來(lái)，一點(diǎn)點(diǎn)的來(lái)填充我的框架，不斷的加以修飾，最終成形了。 在線路的設(shè)計(jì)和論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我遇到的問(wèn)題很多，有些是在自己技術(shù)所在范圍之外，每當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候，我就會(huì)出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒(méi)有放棄，而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，在同學(xué)老師的幫助下，完成了初次的設(shè)計(jì)。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中你會(huì)收獲很多，其中一點(diǎn)就是互相學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)途徑，在學(xué)習(xí)之后你會(huì)感覺(jué)到很有成就感，這也是我在完成設(shè)計(jì)之后體會(huì)到的。 面對(duì)不可再生資源的枯竭， 能源的緊缺，環(huán)境的污染，注定了新 技術(shù)新能源的開(kāi)發(fā)將貫穿整個(gè)時(shí)代。 這種方案的優(yōu)點(diǎn)是，技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟、有多年的實(shí)用經(jīng)驗(yàn)、所需的元器件少、成本低，但其在沒(méi)充滿電的情況下就會(huì)產(chǎn)生過(guò)充電的現(xiàn)象，增加蓄電池的損耗，使蓄電池的壽命減少。面對(duì)其優(yōu)越性，相信它具有長(zhǎng)久的市場(chǎng)潛力！ 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 21 參 考 文 獻(xiàn) [1] 王德志．蓄電池原理及應(yīng)用 [M] ．北京：中國(guó)鐵道出版社， 1991 年 [2] 周志敏，周紀(jì)海等．充電器電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M] ．北京：人民郵電出版社， 2020 年 [3] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局信息分類編碼研究所 . GB/T 26591986 世界各國(guó)和地區(qū)名稱代碼 [S]// 全國(guó)文獻(xiàn)工作標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) . 文獻(xiàn)工作國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)匯編 :3. 北京 :中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988:5992. [4] 李炳穆 . 理想的圖書(shū)館員和信息專家的素質(zhì)與形象 [J]. 圖書(shū)情報(bào)工作 , 2020(2):58. [5] 丁文祥 . 數(shù)字革命與競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化 [N]. 中國(guó)青年報(bào) , 20201120(15). [6] 江向東 . 互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的信息處理與圖書(shū)管理系統(tǒng)解決方案 [J/OL]. 情報(bào)學(xué)報(bào) , 1999, 18(2)。 4[20200118]. [7] CHRISTINE M. Plant physiology:plant biology in the Genome Era[J/OL]. Science, 1998, 281: 331332[19980923]. [8] 吳援明 ,唐 軍 ,曲健 .《模擬電路分析與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》 [M].科學(xué)出版社 , 2020 年 5月 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 22 附錄 A 電路圖 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 23 致 謝 時(shí)間過(guò)的真快，為期數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將告于段落了，不久我們就要離開(kāi)母校，真正的踏上工作崗位，內(nèi)心無(wú)比的激動(dòng)和不舍。 值此論文完成之際，心中充滿了一片感激之情， 首先誠(chéng)摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師吳隨左 老師。 在對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中得到了張波老師精心的輔導(dǎo)才能在有限的時(shí)間內(nèi)順利地完成設(shè)計(jì)。 吳老師 以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之即 ，我要對(duì)幫助過(guò)我的同學(xué)、和教誨過(guò)我的各位老師表示忠心的感謝，特別是我的指導(dǎo)教師 吳隨左 老師，在此我對(duì)吳 老師能在百忙之中不厭其煩的、精心的為我輔導(dǎo)而表示深深的感謝。 同時(shí)，要感謝我的 機(jī)電一體化 老師，在這 3年的學(xué)習(xí)中對(duì)我的幫助和照顧。 最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授 !