【導(dǎo)讀】的新型交通工具，有巨大的發(fā)展空間。世界各個(gè)國家大力的推行電動自行車。和電動汽車,電動自行車以其特有的優(yōu)勢得到了普遍應(yīng)用。池的使用壽命普遍短。一個(gè)是電池本身的質(zhì)量問題，不同的電池有不同的特。性，使用的環(huán)境和效果也不一樣。二是由于在電池充電的過程中，使用了不。這時(shí)充電器的選擇就顯得非常重要，為此讓充電器更加方便，更加快速，更加高效的運(yùn)行是本設(shè)計(jì)的目的。車經(jīng)常使用的充電方式。著重的研究了如何讓鉛蓄電池快速充電，其中包括。影響動力蓄電池快速充電的原因和提高充電速度的措施。最后，歸納出了一。在比較了多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法后，選定了半橋?yàn)橹魍負(fù)淇刂品绞?，在本設(shè)計(jì)中進(jìn)行了實(shí)物設(shè)計(jì)，經(jīng)測試表明，設(shè)計(jì)滿足要求。

　　

【正文】 p 0 .2 1 4 5J?? (220) 4 A pD p 22 7??? (221) 取 Dp=。 2 p ?? (222) 取 2股 。 輸出濾波電感 磁的基本概念 。 （ 1） 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度描述 磁場 方向和強(qiáng)弱的 物理量 ，矢量，符號 B。磁感應(yīng)強(qiáng)度也被稱作 磁通密度 或 磁通量 密度。磁感強(qiáng)度大，表示磁感強(qiáng)；磁感強(qiáng)度小，表示磁感弱。 )m/wb)(T(B 2 (223) （ 2） 磁通 假設(shè)在 磁感應(yīng)強(qiáng)度 為 B的勻強(qiáng) 磁場 里，有一個(gè)面積為 S并且與磁場方向垂直的平面，面積 S與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的乘積，叫穿過這個(gè)平面的磁通量，簡稱磁通。 標(biāo)量 ，符號 “Φ”。 經(jīng)過某一平面磁通量大小，可以通過這個(gè)平面的磁感線條數(shù)的多少來說明。在同一磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁感線 越密 【 9】 。所以， S越大，B越大，磁通量就越大，就意味著穿過這個(gè)平面的磁感線的條數(shù)就越多。 19 AB ?? (224) （ 3） 磁場強(qiáng)度 在歷史上最先是磁荷觀點(diǎn)提出磁場強(qiáng)度。在與電荷庫侖定律類比，人們認(rèn)為存在正負(fù)兩種磁荷并且提出庫侖定律。正點(diǎn)的單位磁荷在磁場中所受到的力稱為磁場強(qiáng)度 H。之后 安培 提出 分子電流假說 ，認(rèn)為其實(shí)并不存在磁荷，磁現(xiàn)象的本質(zhì)是分子電流。自此用 B來表示磁場的強(qiáng)度多用 磁感應(yīng)強(qiáng)度 。但在 磁介質(zhì) 的 磁化 問題中，磁場強(qiáng)度 H作為一個(gè)導(dǎo)出的輔助量仍發(fā)揮著非常重要作用 【 10】 。 磁導(dǎo)率： )M/H(? HB ?? (225) 真空磁導(dǎo)率： m/H104 70 ????? (226) 相對磁導(dǎo)率： r? 0r ???? (227) （ 4） 安培環(huán)路定理 在恒定穩(wěn)定的磁場中，磁場強(qiáng)度 H沿著任何閉合路徑的線積分，等于閉合路徑所包圍的各個(gè) 電流 代數(shù)之和。這個(gè)稱為安培環(huán)路定理。安培環(huán)路定理可以由畢奧－薩伐爾定律導(dǎo)出。它反應(yīng)了穩(wěn)恒磁場的磁感應(yīng)線和載流導(dǎo)線互相套連的性質(zhì)。 根據(jù)安培環(huán)路定理，包圍的正和負(fù)電流回路應(yīng)遵守右手定則。 IHdlL ??? IHL?? (228) （ 5） 高斯定理 高斯 定理也稱為高斯公式，或稱作奧氏定理或高－奧公式、散度定理、高斯－奧斯特羅格拉德斯基公式、高斯散度定理 。 它表示，電場強(qiáng)度對任意封閉曲面的通量只取決于該封閉曲面內(nèi)電荷的代數(shù)之和，與封閉曲面外的電荷無關(guān)，與曲面內(nèi)電荷的位置分布情況也無關(guān)。在真空的情況下 ,Σq是圍繞在封閉曲面內(nèi)的 自由電荷 代數(shù)之和 【 12】 。 當(dāng)存在介質(zhì)時(shí) ， Σq應(yīng)該 理解為圍繞在封閉曲面內(nèi)的極化電荷和自由電荷之和。 由于磁力線總是閉合曲線，所以任何一條進(jìn)入一個(gè)封閉的表面的磁場線必須從內(nèi)到外表面，否則磁力線不會關(guān)閉。如果一個(gè)閉合曲面，正法線的指向定義向外，則進(jìn)入曲面 磁通量 為負(fù)，出來 磁通量 為正，就得到通過一個(gè)閉 20 合曲面的總磁通量為零。這個(gè)規(guī)律類似于電場中的高斯 定理，因此也稱為高斯定理。 與靜電場中的 高斯 定理相比，二者有本質(zhì)上的區(qū)別。在 靜電場 里由于自然界里存在著獨(dú)立 電荷 ，所以電場線有終點(diǎn)和起點(diǎn)，只要閉合面內(nèi)存在正（或負(fù)）電荷，穿過閉合面的電通量不等于零，即是 靜電場是有源場；而在磁場中，由于自然界中沒有 磁單極子 存在， S極和 N極是不會分離的， 磁感線 都是無限延長的閉合線，通過任意閉合面通量等于零。 （ 6） 磁路 磁通所經(jīng)過的路徑稱為磁路 。 磁動勢 F=ΦRm Φ=BS S為截面積， Rm=L/μA。 H為磁場強(qiáng)度，與磁密度 B和磁路材料等有關(guān)， L表示磁路長度。 作用在磁路上的磁動勢 F等于磁路內(nèi)的磁通量 Φ與 磁阻 Rm的乘積 【 13】 。 F = NI 通電線圈產(chǎn)生的磁動勢 F等于線圈的匝數(shù) N和線圈中所通過的電流 I的乘積，也叫磁通勢。 F = HL F是磁場強(qiáng)度在磁路上的積分。 （ 7） 磁性材料 磁性材料是由鐵磁性或亞鐵磁性材料， 在 外部磁場 H，將有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度 或 磁化強(qiáng)度對應(yīng)于 B。 它們隨 這 磁場強(qiáng)度 H的變化 曲線 被 稱為磁化曲線。磁化曲線 就 一般來說是非線性的，磁飽和現(xiàn)象 及 磁滯現(xiàn)象 是它的兩個(gè)主要特點(diǎn) 。 在有足夠大的磁場強(qiáng)度 的時(shí)候，磁化強(qiáng)度 M會 達(dá)到 MS， MS一個(gè)確定的飽和值時(shí)，接著增大 H， Ms就會保持不變 ；當(dāng)材料的 M值達(dá)到飽和后，外磁場 H降到零時(shí)， M缺 并不恢復(fù) 為 零，而是沿 著 MrMs的曲線變化 而變化 【 14】 。 Bs 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度：材料的成分 決定了強(qiáng)度的大小 ，它所對應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部中整齊排列的磁化矢量。 Br 剩 磁感應(yīng)強(qiáng)度 ： H回到 0時(shí)的 B值。 矩形比： Br∕Bs Hc 矯頑力 ： 材料的缺陷和成分決定了材料磁化難易。 μ 磁導(dǎo)率 ：磁滯回線上 的任一 點(diǎn)所對應(yīng)的 B與 H的比值， 磁導(dǎo)率 與 器件 的工作狀態(tài) 有著 密切相關(guān)。 μd 微分磁導(dǎo)率 、 μa 振幅 磁導(dǎo)率、 μm 最大磁導(dǎo)率、 μi 初始磁導(dǎo)率、 μp 脈沖 磁導(dǎo)率、 μe有效磁導(dǎo)率。 Tc 居里溫度 ：鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度 是 隨溫度提高而降下，當(dāng)達(dá)到了某一溫度時(shí)，自發(fā)磁化就會消失，從而轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，?臨界溫度 稱為居里溫度。 21 P 損耗： 渦流 損耗 Pe 、 磁滯損耗 Ph。 P=Ph+Pe=af+bf2+c Pe∝ f2 ρ下降，降低矯頑力 Hc可以降低磁滯損耗 ph，減薄磁性材料的厚度 t以及提升材料的 電阻率 ρ可以降低渦流損耗 Pe。 磁滯回線如圖 27所示。 圖 27 磁滯回線 （ 1） 確定感值 Ion%10Ioc? (229) Lf2m in )D21)(VV(I o c f0 ??? (230) Ioc f2m in)D21)(VV(L F0 ??? (231) 當(dāng) ? 。 D V inNpNsVV f0 ?? (232) m in )D21)(VV(m a xL f0?????? (233) 3 1 8 10183 3 3158NsNpV i nVVm i nD f0??????? (234) 22 62 6 )31 8 ()158(m a xL6?????????? (235) （ 2） 求 Ilpk Lf2m i n )D21)(VV(I o nm a xiLI o nm a xI l p kf0?????????? (236) （ 3） 選擇磁芯 選擇 T10626。 75r?? ? ? （ 4） 計(jì)算 NL Lc AeNLL 0r2 ??? (237) AeL L cNL47260r????????????????? (238) 取 71匝 。 T2 0 LcNL I lp kHBm270r??????????????? (239) ? (240) 23 沒有飽和，選擇正確 。 （ 5） 計(jì)算線徑 DL 2mm/ ? o nI lr m s ?? (241) rm sAL ??? (242) ??? (243) 選取 。 器件選型 （ 1） 開關(guān)管 Q1Q2 1810ilp kNpNsis p kNpNsip p km a xIQ?????? （ 244） V3 3 3(m ax )V inV d s ?? （ 245） 選擇 IRF840 8A 550V。 （ 2） 輸出整流二極管 PKm a xiD ?? （ 246） V185m a xV in21NpNs2m a xV k a?? （ 247） 選擇 MBR20200 20A 200V。 （ 3） 輸出電解電容 輸出 58V 。 選擇 470vf/100V 2個(gè) 。 24 （ 4） 隔值電容 選擇 474 630V。 （ 5） 整流二極管 選擇 1N5408 3A 1000V。 （ 6） 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 選擇 NTC10D11。 抑制剛接入 Vi產(chǎn)生的浪涌電流。當(dāng)上電久了，溫度升高，阻值變小，對電路影響小 。 當(dāng)接入電網(wǎng)時(shí)，剛好遇到幅值時(shí)，電流電壓不能瞬變，相當(dāng)于一條導(dǎo)線，直接流回電網(wǎng)。加入一個(gè)熱敏電阻分壓，當(dāng)溫度越高時(shí)，電阻就越低，慢慢的阻值變小，可以忽略不計(jì) 【 15】 。 25 第 3章 控制電路設(shè)計(jì) 芯片電路 本設(shè)計(jì)選擇用電源 SG3525芯片 。 SG3525是定頻 PWM驅(qū)動電路，是 16引腳標(biāo)準(zhǔn) DIP封裝。 SG3525芯片引腳圖如圖 31所示 。 12345678 9101654132反相輸入同步端振蕩器輸出CTR放電端軟啟動 補(bǔ)償關(guān)斷輸出1地輸出VrefcV 圖 31 SG3525引腳功能 （ 1） 欠電壓鎖定電路。 SG3525當(dāng)輸入 的 電壓 小 于 8V時(shí)，其內(nèi)部電路 進(jìn)行鎖定，某些必須電路 和基準(zhǔn)電壓 之外的所有電路都停止工作，此時(shí)芯片 對電流的消耗好 極小。 （ 2） 基準(zhǔn)電源的精度 較高 ?；鶞?zhǔn)電源的精度有 9%。 （ 3） 軟啟動電路。 8引腳為軟啟動的控制端， 8腳可外接軟啟動電容。 SG3525內(nèi)部的恒流源 對 軟啟動電容進(jìn)行充電。 （ 4） PWM瑣存器。 PWM比較器 的 輸出信號首先送到 PWM瑣存器，瑣存器關(guān)斷 電路置位，振蕩器的輸出時(shí)間脈沖復(fù)位。當(dāng)關(guān)斷電路工作時(shí)，即使過電流信號立即消失，瑣存器也可以維持一個(gè)周期的關(guān)斷控制，直到下一周期時(shí)鐘信號使瑣存器復(fù)位為止。此時(shí)，由于 PWM瑣存器對 PWM比較器的置位信號進(jìn)行了瑣存，誤差放大器上的噪聲信號、振鈴及其他信號在此時(shí)都被消除。只有在下一個(gè)周期才能可以復(fù)位，能夠大大提高可靠性 【 17】 。 （ 5） PWM比較器的 有兩個(gè) 反向輸入端。 芯片的內(nèi)部， 使誤差放大器的輸出端和外部關(guān)斷信號輸入電路分別至 PWM比較器的一個(gè)反向輸入端。外部關(guān)斷信號輸入電路和誤差放大器之間相互的影響 將不 會出現(xiàn) ，也有利于補(bǔ)償網(wǎng) 26 絡(luò) 和 誤差放大器提高。 （ 6） 可實(shí)現(xiàn)芯片關(guān)斷 。限流功能 是由 10腳上加入外部關(guān)斷信號來實(shí)現(xiàn)的 ，同時(shí)有直流輸出電流限幅 和 逐個(gè)脈沖關(guān)斷功能。 軟啟動電容將因 10腳上電流檢測維持信號過長而放電 【 18】 。 （ 7）振 蕩器增加了同步端和放電端。 SG3525的振蕩器除了 RT和 CT兩個(gè)引腳外，又添加了一個(gè)同步端 3引腳和一個(gè)放電端 7引腳。 RT阻值對內(nèi)部恒流源對 CT充電電流的大小起決定作用，然而 CT的放電是由 5引腳和 7引腳之間的外接電阻決定。將放電回路和充電回路分開，這有助于通過 5引腳和 7引腳之間的外接電阻來調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間。 SG3525的振蕩頻率由： C T ]R D )RT1 / [ ( 0 . 7F OS C ???? 同步端 3引腳 3主要用于多個(gè) SG3525之間的外部同步，同時(shí)同步脈沖的頻率會 ， 比震蕩頻率 FOSC略低一些。 芯