【導讀】的低成本36V電動自行車充電器具有重要的價值意義。該充電器基于的開關電源的原理。LM324、光耦和TL431實現(xiàn)對蓄電池的充電控制。文章首先介紹了電動車產業(yè)的由來，和它優(yōu)越的特點。第二章介紹了充電的相關知。接著第三章給出了簡要的設計方案，并對電路元件做詳細分析。紹了電路的4大組成部分：主電路、振蕩電路、保護電路和指示電路。

　　

【正文】 變壓器反饋式振蕩電路 2) 三點式振蕩電路 三點式振蕩電路是指電容或電感（反饋部分）的 3 個段分別接晶體管的三個極，故稱為三點式振蕩電路。 三點式振蕩電路主要分為電感三點式和電容三點式 振蕩電路。 1． 電感三點式振蕩電路是指原邊線圈的 3 個段分別接在晶體管的 3 個極。又稱為電感反饋式振蕩電路或哈特萊振蕩電路。其特點是： a. 易起振。 電動 車 充電器的設計 16 b. 調節(jié)頻率方便。采用可變電容可獲得較寬的頻率調節(jié)范圍，一般用于產生幾十赫茲以下的正弦波。 c. 輸出波形較差。 2． 電容三點式振蕩電路是指兩個電容的 3 個段分別接在晶體管的 3 個極。又稱為電容反饋式振蕩電路或科皮茲式振蕩電路。其特點是： a. 輸出波形較好。這是由于反饋電壓取自電容，而電容對于高次諧波阻抗較小。 b. 振蕩頻率較高，一般可達 100MHz以上。 c. 調節(jié)電容可 以振蕩頻率，但同時會影響起振條件。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，服從于共射三點振蕩電路對電抗性的要求，故能振蕩。 圖 46 三點式振蕩電路 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，該電路的缺點是：用調節(jié)電容來改變頻率時，會使反饋系數(shù)改變，所以通常用改進型的電容三點振蕩電路。 本設計選用的是變壓器反饋式振蕩電路，它能夠將電路工作時所產生的電流電壓通過相關器件自行反饋，從而改變振蕩頻率維持充電狀態(tài)的穩(wěn)定性。 保護電路 本次設計保護電路部分輸出 回路用于監(jiān)測輸出電流，并為 U2C提供供電電壓， U2C通過比較運算控制光電耦合器 PC817的導通與截止，從而起到過流保護的作用。 TL431為精密穩(wěn)壓專用集成電路，用于基準電路中產生 的基準電壓，為 U2D 提供電壓，U2D 通過比較運算穩(wěn)定輸出電壓。 電動 車 充電器的設計 17 過流保護電路 過流保護電路主要由電阻 R1 和 NPN 型三極管 Q2組成，當 Q1 漏極電流增加并達到很大時，因為源極電流等于漏極電流，所以導致源極電流上升，使得加至 R1 上的電壓增加，當 Vbe大于等于 時，三極管飽和導通，實現(xiàn)限制柵極電位使 Q1關斷，從何保證元器件的安 全。具體電路見圖 47。 圖 47 過流保護電路 電壓比較電路 當輸出電流達到 ， VEE 為 * =，經過 R1 R22 的分壓，使得分壓點電位為低于 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 D1 R10 送到 PC817光電耦合器，其發(fā)光強度增強內部三極管易于導通， Q2 趨于飽和， Q1 柵極電位降 電動 車 充電器的設計 18 低，漏源之間趨向斷開，從而使輸出電壓降低，輸出的電流負載下降，實現(xiàn)過流保護的作用。 當輸出電壓 36V 因負載或 來電的原因逐漸減小時，經 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 R10 送到 PC817 光電耦合器，其發(fā)光強度削弱，內部三極管趨于截止， 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，實現(xiàn)穩(wěn)壓作用。見圖 48。 圖 48 電壓比較電路 電動 車 充電器的設計 19 顯示電路 該電路主要是由 LM324和雙色發(fā)光管 LED2 構成。如圖 49所示。 LM324是雙運放集成電路 ,這里接成兩個電壓比較器。由充電電 流取樣電阻 R12 取得的電壓變化信號 ,經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 上的電壓對地為負電壓 )。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 點亮。當電池接近充滿時 ,充電電流減小 ,R18上的電壓也減低 ,當 U2B反向輸入端電位大于正向輸入端電位時 ,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 車 充電器的設計 20 結 論 通過這次畢業(yè)設計讓我又學習到了不少的專業(yè)知識，比如認識了 LM32場效應管等，以及一些 電路的原理和使用場合。過程雖是艱辛的，但是看到自己最終成果，內心還是無比的激動和自豪。相信通過次的學習會讓我更加有自信去面今后工作中的挑戰(zhàn)。 在指導老師的指點下，通過各種渠道開始準備工作，通過網(wǎng)絡、圖書館搜集相關學術論文、核心期刊、書籍等。在設計課題過程中我查閱了大量的資料和進行理論知識的復習，查找和畢業(yè)設計課題有關的內容，設計系統(tǒng)的設計方案，通過指導老師的多次修改，最終把設計方案確定下來了。慢慢的我開始咀嚼這些資料，并作一些記錄，然后把有用的開始匯總，寫成任務書。接著我通過各種渠道去進一步收集資料，然后把 有用的精心挑選出來，一點點的來填充我的框架，不斷的加以修飾，最終成形了。 在線路的設計和論文的寫作過程中，我遇到的問題很多，有些是在自己技術所在范圍之外，每當無法實現(xiàn)自己的想法或者運行不下去的時候，我就會出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒有放棄，而是適時地調節(jié)自己的心態(tài)，在同學老師的幫助下，完成了初次的設計。越是不懂的東西才要去學，在學習的過程中你會收獲很多，其中一點就是互相學習是最好的學習途徑，在學習之后你會感覺到很有成就感，這也是我在完成設計之后體會到的。 面對不可再生資源的枯竭， 能源的緊缺，環(huán)境的污染，注定了新 技術新能源的開發(fā)將貫穿整個時代。 這種方案的優(yōu)點是，技術簡單、成熟、有多年的實用經驗、所需的元器件少、成本低，但其在沒充滿電的情況下就會產生過充電的現(xiàn)象，增加蓄電池的損耗，使蓄電池的壽命減少。面對其優(yōu)越性，相信它具有長久的市場潛力！ 電動 車 充電器的設計 21 參 考 文 獻 [1] 王德志．蓄電池原理及應用 [M] ．北京：中國鐵道出版社， 1991 年 [2] 周志敏，周紀海等．充電器電路設計與應用 [M] ．北京：人民郵電出版社， 2020 年 [3] 國家標準局信息分類編碼研究所 . GB/T 26591986 世界各國和地區(qū)名稱代碼 [S]// 全國文獻工作標準化技術委員會 . 文獻工作國家標準匯編 :3. 北京 :中國標準出版社，1988:5992. [4] 李炳穆 . 理想的圖書館員和信息專家的素質與形象 [J]. 圖書情報工作 , 2020(2):58. [5] 丁文祥 . 數(shù)字革命與競爭國際化 [N]. 中國青年報 , 20201120(15). [6] 江向東 . 互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的信息處理與圖書管理系統(tǒng)解決方案 [J/OL]. 情報學報 , 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 .《模擬電路分析與設計基礎學習指導》 [M].科學出版社 , 2020 年 5月 電動 車 充電器的設計 22 附錄 A 電路圖 電動 車 充電器的設計 23 致 謝 時間過的真快，為期數(shù)月的畢業(yè)設計即將告于段落了，不久我們就要離開母校，真正的踏上工作崗位，內心無比的激動和不舍。 值此論文完成之際，心中充滿了一片感激之情， 首先誠摯的感謝我的論文指導老師吳隨左 老師。 在對設計實現(xiàn)過程中得到了張波老師精心的輔導才能在有限的時間內順利地完成設計。 吳老師 以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實的工作作風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)設計即將結束之即 ，我要對幫助過我的同學、和教誨過我的各位老師表示忠心的感謝，特別是我的指導教師 吳隨左 老師，在此我對吳 老師能在百忙之中不厭其煩的、精心的為我輔導而表示深深的感謝。 同時，要感謝我的 機電一體化 老師，在這 3年的學習中對我的幫助和照顧。 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 !