【正文】 同窗之誼，我將終身難忘，希望我們之后能繼續(xù)的互幫互助，相互勉勵(lì)！ 向?qū)忛喓?評(píng)議本論文的各位專家學(xué)者表示由衷的感謝和敬意 !最后感謝學(xué)院、母校對(duì)我的培養(yǎng)！祝福各位老師和同學(xué)工作順利！祝母校明天更加輝煌！ 我愿在未來(lái)的學(xué)習(xí)和研究中，以更加努力的學(xué)習(xí)，兢兢業(yè)業(yè)的工作來(lái)報(bào)答曾經(jīng)給予我關(guān)心、幫助和支持的老師和同學(xué)們！ 。感謝電子與電氣工程系的所有老師，感謝所有任課老師教給我的基礎(chǔ)與專業(yè)知識(shí)，讓我能在這次論文及以后的工作中展開(kāi)運(yùn)用。都是我倍受感動(dòng)并受益匪淺的，同時(shí)也是我將來(lái)學(xué)習(xí)、生活和工作的榜樣。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中得到了郭建昌老師在百忙之中不厭其煩的、精心的輔導(dǎo)才能使我在有限的時(shí)間內(nèi)順利地完成設(shè)計(jì)。 電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) [1] 周志敏，周紀(jì)海．開(kāi)關(guān)電源實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用［ M］ .北京：人民郵電出版社， :201215 [2] 孫立群，張寶金．電動(dòng)自行車充電器維修［ M］ .北京：人民郵電出版社， :106134 [3] 錢逸秋 .單片機(jī)原理與應(yīng)用［ M］ .北京 :電子工業(yè)出版社， :5678 [4] 楊幫文．實(shí)用電池充電器與保護(hù)器電路集錦［ M］ .電子工業(yè)出版社， :89103 [5] 段晨東，張文革，李斌 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)［ M］ .北京：清華大學(xué)出版社， :202205 [6] 晏澤昕 .230MHz寬帶大功率放大器的研究與實(shí)現(xiàn)［ D］ .電子科技大學(xué)， :2836 [7] 路秋生 .常用充電器電路與應(yīng)用［ M］ .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， :83123 [8] 朱松然 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這就決定了參數(shù)的確定需要在電動(dòng)車的 實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)。在分析了傳統(tǒng)的充電方式之后，本文提出了四階段式智能充電的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的分級(jí)慢 脈沖充電 。 本課題通過(guò)采用單片機(jī)技術(shù)和 RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車充電站設(shè)計(jì) ,主要有三個(gè)功能，電量檢測(cè)功能、 RFID電子錢包功能和充電功能。把蓄電池接入進(jìn)行充電時(shí)，首先檢測(cè)它的電壓，如果電壓小于 48V則給晶閘管門極一個(gè)脈沖，使晶閘管導(dǎo)通給蓄電池充電。結(jié)果是蓄電池過(guò)充電，使得蓄電池的壽命減小，浪費(fèi)能 源。接下來(lái)就是讀取采樣電流信號(hào)，單片機(jī)向ADC0809 發(fā)送采樣電流信號(hào)轉(zhuǎn)換的地址，然后向 ADC0809 發(fā)送寫信號(hào)，即發(fā)送地址鎖存和模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，之后進(jìn)入等待狀態(tài)。當(dāng)蓄電池充滿電時(shí)，單片機(jī)控制繼電器，斷開(kāi)電源停止充電，程序流程圖如下圖所示： 圖 20 充電電路流程圖 ADC0809 軟件設(shè)計(jì) 在這個(gè)軟件模塊設(shè)計(jì)中，單片機(jī)首先向 ADC0809 發(fā)送采樣電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換的地址，然后向 ADC0809 發(fā)送寫信號(hào)，即發(fā)送地址鎖存和模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，之后進(jìn)入等待狀態(tài)。由單片機(jī)換算出蓄電池的實(shí)際電壓值，由實(shí)際的電壓值決定對(duì)蓄電池進(jìn)行預(yù)充電還是恒流充電，并計(jì)算出 PWM 波形占空比的大小，然后再輸出頻率為 1KHz 的復(fù)位應(yīng)答 尋卡 防沖突 選卡 用戶身份驗(yàn)證 有卡？ Y Y N 是此用戶？ 電子支付 開(kāi)始充電 余額顯示 N 返回 電量計(jì)量 Y 充電完成 開(kāi)始 電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 22 PWM 波形控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的充電。另外，LCD1286412 屏上顯示電子錢包當(dāng)前余額。 根據(jù)卡返回的序列號(hào)，對(duì)用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證 [11]。若不存在，則有報(bào)警提示音。它們之間的隔離均采用了 LC 緩沖電路，防止各部分電路之間的相互串入干擾。在輸出端反接一個(gè)二極管，用于保護(hù)電路。電解電容用于抑制芯片的自激振蕩，瓷介電容用于壓縮芯片的高頻帶寬，減少高頻噪聲 [10]。電源電路如圖 17所示： 圖 17 12V電源電路 5V 電源用于為單片機(jī)以及其它的數(shù)字芯片、模擬芯片提供電源。在輸入端與地之間接有一個(gè) 3K的電阻和一個(gè)發(fā)光二極管，用于指示有無(wú)電源的輸入，便于調(diào)試和維修 [9]。如圖 16 所示： 圖 16 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路 電源電路設(shè)計(jì) 12V電源電路采用的是三端固定式穩(wěn)壓器 LM7812，由蓄電池直接接入 LM7812的輸入端，輸入和輸出端與地之間除接有大容量的 470UF電解電容濾波外，還并聯(lián)了一個(gè)小容量為 。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE(9 腳 )— 輸出允許信號(hào)。 START 上升沿時(shí)，復(fù)位 ADC0809； START 下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開(kāi)始進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持 低電平。對(duì)應(yīng) ALE上跳沿， A、 B、 C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V，在本電路中接的是 Vref(+)=+5V, Vref()=0V的電壓。為三態(tài)緩沖輸出形式， 直接 和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連 ，在本設(shè)計(jì)與單片機(jī)的 P0相連 。 在本設(shè)計(jì)中將該引腳經(jīng)反相后 作為中斷請(qǐng)求信號(hào) 送給單片機(jī)的外部中斷 0(即 INT0， 12引腳 )，用于電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 19 觸發(fā)單片機(jī)的中斷 。 EOC(7 腳 )—— 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。ADC0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。由 控制，則 8 路模擬通道的地址為 0FEFEH～ 0FEFFH。此時(shí)，由R49 和 R56 構(gòu)成運(yùn)放 OP07 的反饋電路，放大兩倍。此時(shí)，由 R48和 R56 構(gòu)成運(yùn)放 OP07 的反饋電路，放大 6倍 [8]。此時(shí)，由 R47 和 R56 構(gòu)成運(yùn)放 OP07 的反饋電路，放大 11倍。此時(shí)，由 R46 和 R56 構(gòu)成運(yùn)放 OP07 的反饋電路，放大 51 倍。其中電位器 RTR2 用于調(diào)零，以提高運(yùn)放的精度， R45 為限流電阻，電容 C28 為濾波電容，用于濾去諧波信號(hào)提高電路的抗干擾能力。三極管 A1015的放大倍數(shù)為 200倍，故流入基極的電流 I為： I=Δ電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 18 U/AR=()/200 = R為： R=UEB/I=()/ = ,在本電路中用 KΩ的電阻。繼電器陣列驅(qū)動(dòng)由 PNP三極管A1015所構(gòu)成的放大電路，其中 5V直流繼電器，線圈額定電壓為 ，額定功率為 ，由此可算出限流電阻 R的阻值為： R=Δ U2/P=()2/≈ 。采樣信號(hào)在不同的范圍時(shí)，就會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)電壓比較器輸出低電平，再由譯碼器 74HC154進(jìn)行譯碼使對(duì)應(yīng)的引腳輸出低電平，以便用于分析電流信號(hào)的范圍和實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。由四電壓比較器 LM339構(gòu)成的電壓比較電路組成，在電壓比較器的同相輸入端接一個(gè)基準(zhǔn)電壓，在反相輸入端輸入采樣的電流信號(hào) [7]。為了提高對(duì)充電采樣電流測(cè)量的精度，利用放大器 AD620對(duì)采樣電流進(jìn)行精確的放大 10倍，其中電阻 R44的阻值為：R44= /(A1)= /(101)=。由于蓄電池充電時(shí)電流的信號(hào)從 20mA～ 3A，范圍很大，它有一段的信號(hào)是很小，并且經(jīng)過(guò) 電路的后，采樣電流信號(hào)幅值變?yōu)?2mA～ ，為此在本設(shè)計(jì)中對(duì)采樣電流信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)放 大，既前置放大電路和后級(jí)放大電路 [6]。一個(gè)對(duì)前級(jí)電路相當(dāng)于開(kāi)路，輸出電壓又不受后級(jí)阻抗影響的電路當(dāng)然具備隔離作用，即使前、后級(jí)電路之間互不影響 。電壓跟隨器具有電壓隔離的作用，也稱為電壓隔離電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 17 器， 電壓隔離器輸出電壓近似輸入電壓幅度，并對(duì)前級(jí)電路呈高阻狀態(tài)，對(duì)后級(jí)電路呈低阻狀態(tài)，因而對(duì)前后級(jí)電路起到 “ 隔離 ” 作用。由電壓采樣電路出來(lái)的電壓信號(hào)送入由 R15和 C24組成的低通濾波器，其截止頻率為fH=1/2 R15 C24=1/2 103 108≈ 。 信號(hào)采樣與放大電路設(shè)計(jì) 整體信號(hào)采樣與放大模塊電路圖如下所示 : 圖 14 信號(hào)采樣與放大模塊電路圖 （ 1）電壓采樣信號(hào)處理電路 如圖 14所示，信號(hào)采樣與放大模塊由電流和電壓信號(hào)的采樣電路和放大電路組成。 P0口與 ADC0809的數(shù)據(jù)口相連，用于讀取取樣的電壓和電流信號(hào)。單片機(jī)的復(fù)位電路為上電復(fù)位， 電源通過(guò) 22UF的電解電容加到單片機(jī)的復(fù)位腳 9腳上一個(gè)高電平復(fù)位信號(hào)， RC常數(shù) t為 t=22 106 10電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 16 103==220mS,因此，上電復(fù)位電路能給單片機(jī)提供高電平的時(shí)間遠(yuǎn)大于 2個(gè)機(jī)械周期的時(shí)間 (即 2mS),即單片機(jī)在加電后，單片機(jī)能完成復(fù)位。蓄電池的負(fù)極經(jīng) 。 J2為繼電器用于在充滿電時(shí)斷開(kāi)電源， R4和D12為繼電器 線圈的吸收電路，光電耦合器 NEC2501(U10)和 PNP三極管 Q4來(lái)控制和驅(qū)動(dòng)繼電器。當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)后，初級(jí)繞組將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向電壓，此時(shí)， R C D6為反向電壓提供了一個(gè)通路，反向電壓返回到初級(jí)組，將能量消耗在 RC回路上。 R C D6和 C R D7構(gòu)成開(kāi)關(guān)管 DFF4N60的保護(hù)電路，在變壓器的初級(jí)繞組上電的瞬間，如果沒(méi)有 C R D7，則就會(huì)有一個(gè)階躍的電壓加在開(kāi)關(guān)管的漏源極 ，產(chǎn)生一個(gè)過(guò)高的 du/dt加在開(kāi)關(guān)管的兩端，使開(kāi)關(guān)容易被擊穿。 本課題經(jīng)整流濾波的 300V直流電源送給脈沖變壓器 T1的初級(jí)繞組，初級(jí)繞組的下端與開(kāi)關(guān)管 DFF4N60相連，開(kāi)關(guān)管 DFF4N60由光電耦合器 NEC2501(U11)和 PNP三極管 Q2來(lái)控制和驅(qū)動(dòng)。如圖 11所示： 電動(dòng)車充電站充電電路設(shè)計(jì) 14 圖 11 交流 220V整流濾波電路 充電主電路設(shè)計(jì) 本課題是基于單片機(jī)技術(shù)和 RFID技術(shù)的電動(dòng)車充電站設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)內(nèi)容把射頻識(shí)別技術(shù)與電動(dòng)車充電站結(jié)合起來(lái)，以 AT89C51單片機(jī)為核心進(jìn)行控制， 主要包括電量檢測(cè)功能、 RFID電子錢包功能以及充電功能三部分，各部分功能模塊及外圍接口模塊連接成了一個(gè)功能齊全的電動(dòng)車充電站系統(tǒng)。濾波電容 C1將整流電路出來(lái)的脈動(dòng)電流變?yōu)橹绷麟娫?，電壓大小?U= 220=311V。此外， C31～ C34對(duì)整流二極管也有保護(hù)作用，在電路剛接通的瞬間，大電容 C1的充電電流很大，在沒(méi)有C31～ C34的情況下，將全部通過(guò)二極管。二極管 D5和電阻 R1構(gòu)成續(xù)流電路，當(dāng)繼電器的線圈斷電后，二極管 D5和電阻 R1為線圈產(chǎn)生的反向電壓提供續(xù)流通道。它通過(guò)電 — 光 — 電這種轉(zhuǎn)換，利用“光”這一環(huán)節(jié)完成隔離功能，因?yàn)楣?