【正文】 數(shù)據(jù)采樣與 反饋 電路 圖 （ 7） 充、放電與維護(hù)電路 Q59 01 3R61 0kR91kQ3S F P 9 6 40D71 N 54 0 8D6M U R 8 60R41kQ19 01 3Q2S F P 9 6 40R31 0kR70 .2 /2 WR 2 75 /1 0 WB T 1B A T T E R YQ4S F P 9 6 40Q79 01 3R 1 01 0kR 2 81kP W M 3IN 1IN 3PWM1P W M 2IN 0IN 2R 2 91kR85 .1 kR51kL3C1R 4 41kQ 1 39 0 1 3Q 1 49 0 1 3Q 1 59 0 1 3R 4 61kR 4 81kP 3 _ 2 P 3 _ 3 P 3 _ 4R 4 31 0 kR 4 51 0 kR 4 71 0 k12J 1 0C O N 212J 1 1C O N 212J 1 2C O N 2接 TL431的 1腳 圖 （ 6） 延時與報警電路 31 XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD
。調(diào)節(jié)后，來控制輸出的變化，由電壓器來調(diào)節(jié)輸出電壓 的變化，以此來調(diào)節(jié)電壓的變化。確定后，例如在維護(hù)階段，通過控制 P3_4，來調(diào)節(jié) R26 的變化，來調(diào)節(jié) TL431 電流的變化。 充、放電與維護(hù)電路 如圖（ 7）所示，單片機(jī) AT89S52 的 ， ， 口經(jīng)過延時電路后控制充電電池的 3 個階段。 PWIN2 由單片機(jī)的 端口控制 ， 當(dāng)其輸出為高電平時 ，Q10 導(dǎo)通。 D4， D5， D8 為輸出級的整流管 ， 采用肖特基二極管 ， 以滿足高頻、大電流整流之需要。由 D C R2 構(gòu)成吸收回路 ，用以吸收尖峰電壓。取 R15=10u、C15=4700PF 時 ， 開關(guān)頻率 50? 、 C14 是消噪電容 ， R18 為過流檢測電阻。進(jìn)人正常狀態(tài)后 ， 自饋線圈 N2上的高頻電壓經(jīng)過 D C4 整流濾波 ， 就作為 UC3842 的正常工作電壓。剛開機(jī)時 ， 220V 交流電壓首先經(jīng)過 C1 和 L1 濾掉射頻干擾 ， 再經(jīng)過橋式整流和濾波 ，產(chǎn)生 約 +300V 的直流電壓 ， 然后經(jīng) R1降壓后向 UC3842 提供 16V 的啟動電壓。其基本工作原理是：交流輸人電壓經(jīng)過整流濾波電路變成直流電壓 V1， 再被開關(guān)功率管斬波和高頻變壓器降壓 ， 得到高頻矩形波電壓最后經(jīng)過整流、濾波獲得所需要的直流輸出電壓。 N5 為 4 匝，采用單 股 ? 高強(qiáng)度漆包線，其輸出電壓為 9V，經(jīng) 7805 穩(wěn)壓后輸出 5V電壓。設(shè)滿載時峰值電流為 pI ， 在進(jìn)行短路保護(hù)時的過載電流為 sI ， 有公式： 0min2PMAXPI VD?? ? 不難求出 PI? ； SI = 在初級線圈儲存的電能為： 211 SW L I mJ?? ③ 確定初級線圈的匝數(shù) 1N ： 在初級線圈的安匝數(shù) ， 與所儲存的電能甲之間存在下述關(guān)系式： 71 2 jWNI BS?? ④ 確定自饋線圈的匝數(shù) N2，次級線圈的匝數(shù) N N N5： 確定 N1 后，利用下式可以計算出 N N N和 N5 29 1 0 m a x2345I m m a x( ) (1 )FinN V V DN VD??? 由上面的公式可以計算出 N1 為 55 匝，采用單股 ? ； N2 為7 匝，采用單股 ? 高強(qiáng)度漆包線； N3 為 8 匝，采用雙股 ? 高強(qiáng)度漆包線并聯(lián)后繞制而成，其輸出電壓為 22V。故開關(guān) 功率管應(yīng)能承受 630v 以上的高壓。單端反激式開關(guān)電源中所產(chǎn)生的反向電動勢 e≈170v。 ① 計算脈沖信號最大占空比 DMAX 當(dāng)電網(wǎng)電壓在 220V 土 20%范圍內(nèi)變化時 ， 對應(yīng)于 176~264V。其工作頻率盡管可達(dá)500KHZ， 但受制作工藝、開關(guān)功率管頻率特性等因素的限制 ， 通常將 f0 設(shè)計在幾十千赫以下。引腳 5 為接地端。引腳 7 為輸入電壓。第 4 腳 RT/CT為鋸齒波振蕩器外部定時電阻與定時電容公共端。第2 腳是反饋端 ， 將取樣電壓加至誤差放大器的反相輸人端 ，再與同相輸人端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較 ， 產(chǎn)生誤差電壓。第腳 1是補(bǔ)償腳。 UC3842的工作溫度是 0~+70℃ ， 最高輸人電壓為 30V， 最大輸出電流為 1A， 能驅(qū)動雙極型功率管或 VMOS管。它能產(chǎn)生固定頻率而占空比可調(diào)的控制電壓 ,通過改變開關(guān)功率管的通斷狀態(tài) ， 來調(diào)節(jié)輸出電壓的高低 ， 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的。主要包括電源變換電路、 PWM控制器、電圖（ 1） 恒流充電法 曲線 圖（ 2） 恒壓 充電法曲線 27 容電感儲能電路、充電電路、電池組、放電電路、采樣電路、上位機(jī)等，形成了一個閉環(huán)系統(tǒng)。 所以選擇方案三 。 （ 3）方案三 定時延時開關(guān)充電法 ： 該 充電法充電電路的控制一般有 以上兩種，但都未達(dá)到無人看守情況下自動完成作業(yè)，以及自動停止工作的智能化處理 。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢。由于充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統(tǒng)。與恒流充電法相比，其充電過程更接近于最佳充電曲線?？刂品椒ê唵?，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進(jìn)行而逐漸下降的 ，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過甚。 所以， 該 設(shè)計選取方案二。最后成為設(shè)備所需要的較為純凈的低壓直流電。接下來，再送到高頻開關(guān)變壓器上進(jìn)行降 壓。經(jīng)過了交直轉(zhuǎn)換后，電流就進(jìn)入了整個電源最核心的部分：開關(guān)電路。然后再經(jīng)過電感線圈和電容，進(jìn)一步濾除高頻雜波。開關(guān)電源里有的采用可控硅，有的采用開關(guān)管，這兩個元器件性能 差不多，都是靠基極、（開關(guān)管）控制極（可控硅）上加上脈沖信號來完成導(dǎo)通和截止的。它具有輸出電壓穩(wěn)定、波紋 震蕩 小等優(yōu)點(diǎn)，但是電壓 可供選擇的 范圍 窄 ，效率低 等缺點(diǎn) 。針對上述問題， 我們 設(shè)計了一種 ：“ 智能 ” 充電器，盡量 充電時沖的適合，然后再轉(zhuǎn)以小電流慢充其電 池，是家用蓄電池被沖壞的程度降到最低 。也就是說，絕大多數(shù)的蓄電池不是用壞的，而是 “充壞 ”的 ！ 由此可見，一個好的充電器對蓄電池的使用壽命具有 無以言重 的作用 ！ 而且，傳統(tǒng)充電器的充電策略比較單一 ：只能進(jìn)行簡單的恒壓或者恒流充電 —— 以致充電時間很長，充電效率降低。影響鉛酸蓄電池壽命的因素很多，而采用正確的充電方式，能有效延長蓄電池的使用壽命。 Pick to: the project to reach shing technology to provide 52 microcontroller as the core, using powerful switching power supply, relay use produce usable small currents to control various stages of charging electric current requirements. Which also let the monolithic integrated circuit to the battery to float filling conditions, and through the timing and monitoring of the realtime data acquisition battery charging process of current, intelligent control to determine which stage, and battery arrive at the right time to cut off the battery charging continuously, and whether the current to the battery rated condition to finally reach realtime monitoring, the shortest time to use rechargeable battery, the purpose of the best effect. This design also has the price was cheaper digital tube charging , thus using PC to recharge current, battery voltage, discharge current and relevant charging and discharging curve, and displayed. 關(guān)鍵字 ：開關(guān)電源， 鉛酸蓄 電池，智能充電器 Key word: switch power, lead acid battery, smart battery chargers 25 背景 “ 鉛酸蓄電池 ” 是 現(xiàn)今為止 世界上廣泛使用的一種 無機(jī) 化學(xué)電源，該產(chǎn)品具有良好的可逆性，電壓特性平穩(wěn)，使用壽命長，適用范圍廣，原材料豐富（且可再生使用）及造價低廉等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的使用 ，同時也 是社會生產(chǎn)經(jīng)營活動中不可缺少的產(chǎn)品。 其中也讓單片機(jī) 對電池 是否達(dá)到浮充條件 進(jìn)行監(jiān)測，并通過 計時 和實(shí)時采集電池的電流，對充電過程進(jìn)行智能控制， 用 以判斷電池到達(dá)哪個階段，同時在 恰當(dāng) 時候?qū)﹄姵剡M(jìn)行 充電切斷 ，并不斷對電池的 電流是否達(dá)到額定條件 進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，最后達(dá)到使用充電時間最短， 對電池 充電 效果最好的目的。感謝 信息 科學(xué)部 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，讓我能在這次論文及以后的工作中展開運(yùn)用。 在對設(shè)計實(shí)現(xiàn)過程中得到了 王連英 老師精心的輔導(dǎo)才 能 在有限的時間內(nèi)順利地完成設(shè)計。 18 參考文獻(xiàn)（ References） [1] 趙良炳．現(xiàn)代電力電子技術(shù) [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 1995 [2] 周志敏，周紀(jì)海．開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用 [M]．北京：人民郵電出版社， 2021 [3] 王鴻麟，錢建立，周曉軍．智能快速充電器設(shè)計與制作 [M]．科學(xué)出版社， 2021 [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， 2021 [5] 楊旭等．開關(guān)電源技術(shù) [M]．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [6] 孫立群 ，張寶金 ． 電動自行車充電器維修 M]． 北京：人民郵電出版社 2021 19 致 謝 通過本次設(shè)計，對充 電器的整個流程的實(shí)現(xiàn)有了充分的了解，在這方面的知識面得到了很大的拓寬 。可以采用單晶硅、多晶硅相結(jié)合，表面為多菱采光板體，優(yōu)質(zhì)高效晶硅板，對弱光 響應(yīng)特性非常好，光電轉(zhuǎn)換率高達(dá) 85%以上，無論室內(nèi)外陽光強(qiáng)弱，可以不間斷的吸收光線為電動車自行充電，使電池經(jīng)常處于飽和狀態(tài)，增加行使距離，延長 其 電池壽命 23 倍，解除充電煩惱，能夠滿足電動車的不同用電負(fù)載。為此，國家在 “十一 ?五 ”規(guī)劃中提出了 “節(jié)能、降耗、大力發(fā)展太陽能等清潔能源 ”的戰(zhàn)略性目標(biāo)。 不可再生資源的的枯竭，能源的緊缺，環(huán)境的污染，注定了新技術(shù)新能源的開發(fā)將貫穿整個時代。為此 ， 我們在下一步研究充電器可以設(shè)置輸入欠壓、過壓及過流 ；輸出過流、過壓及短路 ； 功率管過流及過熱保護(hù) ； 蓄電池的過熱保護(hù)。 由于設(shè)計時間短，在電路設(shè)計與充電算法方面還存在不足，有待于以后不斷改進(jìn)。其主要原理是通過 LM324，取樣電阻，發(fā)光管等元器件 通過 對電路中的電流和電壓進(jìn)行取樣比較，得到充電處于哪個階段，然后控制發(fā)光管的亮暗來告知用戶蓄電池的充電情況。而調(diào)寬或調(diào)頻調(diào)寬電路在前面已經(jīng)介紹，這里就不再做介紹了。而其中的誤差取樣，放大電路又可分為間接誤差取樣，放大和直接誤差取樣，放大 。 濾波電容 C16： 假設(shè)負(fù)載電阻 ? ????? 為了充電器對蓄電池的充電過程平穩(wěn)： ? ? ??????? TTRC? 由此得到濾波電 容 ： ? ?F? 4C ?? ? ? cm ??? 所以 C16 可以標(biāo)稱為 470uF/63V。 N4繞組