【正文】 借此機會我要特別的感謝我的指導(dǎo)教師丁娛樂老師，還有曾經(jīng)給我們授課的老師們和班主任王梅老師及領(lǐng)導(dǎo)老師們。只是他太忙，我們不能隨時找到他，否則我們一定會每天都向他請教。不僅教會了我論文相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計，還教會了我寫論文的格式等，很感謝老師的耐心指導(dǎo)！也感謝學(xué)校三年的培育，還有三年來教過我的各位老師，真心的感謝你們，你們的教導(dǎo)我會銘記于心，在以后的日子我會不斷的學(xué)習(xí)和充電，讓自己學(xué)有所成，我不會辜負你們的期望的！致謝在為期一月的課程設(shè)計中，通過導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)，使我由對所設(shè)計的課題—電動自行車快速充電器的設(shè)計知之甚少到獨立設(shè)計出這一系統(tǒng)。這次課程設(shè)計讓我受益匪淺，每個人都想做好一點，為自己的大學(xué)生活畫上一個圓滿的句號，對于學(xué)校來說課程設(shè)計是在教學(xué)過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生得到實踐性的鍛煉。檢測電路有溫度檢測電路和電壓檢測電路。主電路由全橋式整流電路和半橋逆變電路組成，電網(wǎng)電壓先經(jīng)過熱敏電阻的保護環(huán)節(jié)后，由EMI濾波器去共模信號，再經(jīng)電容濾波，送至全橋整流電路。圖17 電壓檢測A/D轉(zhuǎn)換電路 單片機電路單片機電路設(shè)計如圖18所示，由于89C51單片機的P0口作為輸入口時要接上上拉電阻，所以我選用P1口作為輸入輸出口。c)電壓檢測A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計這里選用TI公司生產(chǎn)的TLC1549串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片，它是一種開關(guān)電容結(jié)構(gòu)的逐次比較型10位A/D轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計采用精密電阻進行比例衰減，把輸入電壓量程范圍轉(zhuǎn)化為AD轉(zhuǎn)換器的量程范圍，然后經(jīng)RC濾波，再送給AD轉(zhuǎn)換器測量。當(dāng)蓄電池溫度較低時，熱敏電阻RT表現(xiàn)電阻值較大，調(diào)節(jié)電位器Rp可以使時基集成塊觸發(fā)端2腳的電平低于1/3電源電壓（指集成塊IC的供電電壓VDD），單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)翻轉(zhuǎn)進入穩(wěn)態(tài)，電路置位，輸出端3腳輸出高電平，使三極管觸發(fā)導(dǎo)通向單片機輸入低電平。下表為負溫度系數(shù)的熱敏電阻的分度表。 變頻整流電路變頻整流電路由兩個整流二極管和一個LC濾波電路組成，使半橋逆變器輸出的脈沖電壓成為一個比較穩(wěn)定的直流電壓。b) 充電器的容量計算當(dāng)充電器為36V,12A時蓄電池的充電最大容量為：　　36V12A＝432W故變壓器鐵芯的容量計算可按照500W容量計算。在兩功率管交替開關(guān)作用下，變換器原邊可產(chǎn)生幅值280V的方波電壓。半橋逆變電路輸出電壓波形如圖13所示。由上分析可知，輸出電壓U4周期為TS矩形波，其幅值為1/2U3。t4時刻V2截止，同時給V1發(fā)出導(dǎo)通信號，由于感性負載中的電流i0不能立即改變方向，于是D1先導(dǎo)通續(xù)流。t2時刻V1截止，同時給V2發(fā)出導(dǎo)通信號，由于感性負載中的電流i不能立即改變方向，于是D2導(dǎo)通續(xù)流。直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)切足夠大的電容器C1和C2，滿足C1=C2?！　　　　　　　　　　　　　　　D11電容濾波電路　　　　　　　　本電路的輸出電壓在負載變化時波動大，說明它的帶負載能力差，只適合于負載較輕且變化不大的場合。忽略二極管導(dǎo)通時的正向壓降，則單相橋式整流電路的波形圖如下。為了克服這些缺點，這里采用全波整流電路——單相橋式整流電路。控制電路由單片機AT89C51組成，電源由電網(wǎng)交流電經(jīng)過變壓器變壓、全橋整流、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后提供。電網(wǎng)點先經(jīng)過各種保護環(huán)節(jié)，在通過EMI濾波器除去共模信號。43圖8 單片機總體控制方案 脈沖調(diào)制控制器SG2535的控制方式通過對電壓、溫度的檢測控制脈沖調(diào)制控制器SG2535的輸出脈沖寬度，以實現(xiàn)不同階段的充電、暫停和終止充電。單片機通過各種檢測電路在充電過程中對鉛蓄電池進行檢測并做出相應(yīng)的控制處理。此時充電電流逐漸減小，當(dāng)電流下降至某一閾值時，轉(zhuǎn)入浮充階段。采用這種方法可以消除充電接近充滿時易出現(xiàn)的振蕩現(xiàn)象及過充電問題。圖6 分級定電流脈沖快速充電法原理圖 預(yù)充電對長期不用的電池、新電池或在充電初期已處于深度放電狀態(tài)的蓄電池充電時，一開始就采用快速充電會影響電池的壽命。馬斯三定律說明，在充電過程中，當(dāng)充電電流接近蓄電池固有的微量析氣充電曲線時，適時地對電池進行反向大電流瞬間放電，以消除電池的極化現(xiàn)象，可以提高蓄電池的充電接受能力，如圖1所示。綜合馬斯三定律,可以推出，蓄電池的總電流接受比可表示為α=It/Ctc）蓄電池在以不同的放電率放電后，其最終的允許充電電流It（接受能力）是各個放電率下的允許充電電流的總和，即：It=I1＋I2＋I3＋I4＋... （2）b）對于任何給定的放電量，蓄電池充電電流接受比a與放電電流Id的對數(shù)成正比，即a=K2logkId隨著放電狀態(tài)、使用和保存期的不同,即使是相同型號、相同容量的同類蓄電池的充電也大不一樣。采用了一種不同于這兩者的控制模式，脈沖電流幅值和PWM信號的頻率均固定，PWM占空比可調(diào)，在此基礎(chǔ)上加入間歇停充階段，能夠在較短的時間內(nèi)充進更多的電量，提高蓄電池的充電接受能力。 圖5 交電壓間歇充電曲線比較圖4和圖5，可以看出：圖5更加符合最佳充電的充電曲線。充電后期采用定電壓充電段，獲得過充電量，將電池恢復(fù)至完全充電態(tài)。如圖3所示，Reflex充電法的一個工作周期包括正向充電脈沖，反向瞬間放電脈沖，停充維持3個階段。間歇脈沖使蓄電池有較充分的反應(yīng)時間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率 。這些方法都是圍繞著最佳充電曲線進行設(shè)計的，目的就是使其充電曲線盡可能地逼進最佳充電曲線。這3種極化現(xiàn)象都是隨著充電電流的增大而嚴重?？傆幸粋€時刻，達到新的動態(tài)平衡。例如：電池的負極放電前，電極表面帶有負電荷，其附近溶液帶有正電荷，兩者處于平衡狀態(tài)。實際上，生成物和反應(yīng)物的擴散速度遠遠比不上化學(xué)反應(yīng)速度，從而造成極板附近電解質(zhì)溶液濃度發(fā)生變化。為了克服這個內(nèi)阻，外加電壓就必須額外施加一定的電壓，以克服阻力推動離子遷移。在化學(xué)反應(yīng)中，這種電動勢超過熱力學(xué)平衡值的現(xiàn)象，就是極化現(xiàn)象。其放電及充電的化學(xué)反應(yīng)式如下 （1）很顯然，充電過程和放電過程互為逆反應(yīng)。圖1最佳充電曲線由圖1可以看出：初始充電電流很大，但是衰減很快。第六，電路設(shè)計及其元件的選擇調(diào)試等。第二，關(guān)于充電器對鉛蓄電池充電的原理及其電路設(shè)計。然而，電動自行車電池不耐用，三天兩頭要充電，充電頻繁成為電動車使用者頭痛的問題。電動車是目前世界上唯一能達到零排放的機動車，由于環(huán)保的要求，加之新材料和新技術(shù)的發(fā)展，電動車進入了發(fā)展高潮。隨著能源的日益緊缺和大氣污染的加劇，世界公認的最有發(fā)展前景的解決方案是電動車。本設(shè)計以AT89C51為核心，使用脈沖充電法實現(xiàn)快速充電，熱敏電阻作為溫度傳感器和NE555組合起來組成溫度檢測電路，實現(xiàn)對溫度的檢測，達到保護電池的作用。設(shè)計題目：基于單片機控制的電動車快速充電器的設(shè)計 班 級： 10級計算機控制技術(shù)班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 指導(dǎo)小組組長：