智能電池充電器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-22 16:30本頁(yè)面
【正文】 在設(shè)計(jì)中我也遇到了很多困難，我就請(qǐng)教了我的指導(dǎo)老師和同學(xué)，他們對(duì)我的幫助很大，我能順利的完成本次設(shè)計(jì)特別要感謝我的指導(dǎo)老師張老師，他給我指出了很多錯(cuò)誤，也教會(huì)了我很多東西。通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我在學(xué)校所學(xué)的各種理論知識(shí)和技能得到了更全面和系統(tǒng)的訓(xùn)練，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。開始的時(shí)候我就是在網(wǎng)上和圖書館大量的搜集資料，但是真正用上的卻不多，不過(guò)也好，在搜集資料的過(guò)程中讓我對(duì)我所要做的設(shè)計(jì)有了一個(gè)大概的了解和初略的規(guī)劃，由于本設(shè)計(jì)還涉及到很多非本專業(yè)的知識(shí)，如電化學(xué)方面的，因此在設(shè)計(jì)前要進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，對(duì)所查找的參考資料如設(shè)計(jì)手冊(cè)、規(guī)范、以往工程、專題等都需要認(rèn)真研究和學(xué)習(xí)。因此，為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，我們需要設(shè)計(jì)一種鉛蓄電池智能充電器。圖312 主電路圖 程序流程圖圖41 軟件流程圖 結(jié) 論 由于鉛酸蓄電池維護(hù)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、供電可靠、使用壽命長(zhǎng)，廣泛作為汽車、飛機(jī)、輪船等機(jī)動(dòng)車輛或發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)電源，也在各類需要不間斷供電的電子設(shè)備和便攜式儀器儀表中用作一些電器及控制回路的工作電源。檢測(cè)電路有溫度檢測(cè)電路和電壓檢測(cè)電路。供給電池充電。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(guò)熱敏電阻的保護(hù)環(huán)節(jié)后，由EMI濾波器去共模信號(hào)，再經(jīng)電容濾波，送至全橋整流電路。具體分布情況見下表。310 電壓檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換電路 單片機(jī)電路單片機(jī)電路設(shè)計(jì)如下圖所示，由于89C51單片機(jī)的P0口作為輸入口時(shí)要接上上拉電阻，所以我選用P1口作為輸入輸出口。1LSB；單電源供電(+5V)，；轉(zhuǎn)換結(jié)果以串行方式輸出；工作溫度為－55～+125℃。則根據(jù)上面的關(guān)系式可以知道分壓電壓值為：故，分壓前后電壓的相互關(guān)系可由以下函數(shù)關(guān)系式曲線表示出來(lái)：圖39 函數(shù)關(guān)系（3）電壓檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)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。圖37 溫度檢測(cè)電路（2） 電壓檢測(cè)電路蓄電池的充電電壓由一分壓電阻檢測(cè)得，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的計(jì)算，可判斷出充電電壓值，電阻分壓電路如下圖所示。相反，當(dāng)蓄電池溫度較高時(shí)，則向單片機(jī)輸入高電平。熱敏電阻RT用作溫度傳感器。表31 熱敏電阻分度表溫度/℃電阻/kΩ溫度/℃電阻/kΩ溫度/℃電阻/kΩ304050314151324252334353344454354555364656374757384858394959溫度檢測(cè)電路如下所示。用熱敏電阻構(gòu)成的溫度檢測(cè)電路較為簡(jiǎn)單，使用電阻分壓電路，將溫度變化引起的電阻變化轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，可以直接傳送給單片機(jī)處理。整流前后電壓波形如下圖所示。則有： VOP=(44++)/=50V Ns=Np/3=14/3= (取5匝)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)開關(guān)變壓器原邊繞組為20匝，副邊繞組匝數(shù)為8匝時(shí)，半橋變壓器的開關(guān)脈沖電壓波形有所改善。（2）原邊與副邊繞組匝數(shù)比的計(jì)算開關(guān)變壓器的原邊與副邊繞組的匝數(shù)比為： 其中：VIN MIN指電網(wǎng)最低輸入直流電壓值，VIN MIN＝220V VOP指整流濾波輸出電壓的脈沖幅度。當(dāng)開關(guān)頻率選50KHz時(shí)：A p= AeAQ=(PT106)/(2ηf BMδKMKG)＝(600106) /(250103150021)= 5可見，采用EE55磁芯時(shí)，其功率容量足夠大．原邊繞組匝數(shù)：NP=(VINP/2)108/(4fBmAe) =(280/2) 108/4501031500 = 故NP取整數(shù)14匝。經(jīng)變壓器整流濾波輸出，實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)變。開關(guān)管的反向耐壓比較低。半橋逆變電路輸出電壓波形如圖所示：圖35 半橋逆變電路輸出電壓波形 開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算開關(guān)變壓器的磁化特性工作在第一、第三象限，它的磁通變化可以從－BM到＋BM，屬于對(duì)稱式工作變壓器。而當(dāng)D1或D2導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和電壓反方向，負(fù)載中電感的能量向直流側(cè)反饋，即負(fù)載將起吸收的無(wú)功能量反饋回直流側(cè)，反饋的能量暫時(shí)存儲(chǔ)在直流側(cè)的電容中。由上分析可知，輸出電壓U4周期為TS矩形波，其幅值為1/2U3。t5時(shí)刻i0降至零， V1導(dǎo)通。t出導(dǎo)通信號(hào)，由于感性負(fù)載中的電流i0不能立即改變方向，于是D1先導(dǎo)通續(xù)流。t3時(shí)刻i0降至零，D2截止，V2導(dǎo)通，i0開始反向增大。t2時(shí)刻V1截止，同時(shí)給V2發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)，由于感性負(fù)載中的電流i不能立即改變方向，于是D2導(dǎo)通續(xù)流。設(shè)在t2時(shí)刻以前V1導(dǎo)通，V2截止，則U4=177。直流側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)切足夠大的電容器C1和C2，滿足C1=C2。電容濾波是的輸出電壓平均值為：全波： U3 = (～)U1 = (～)220V = 264V () 半橋逆變電路半橋逆變電路由兩個(gè)導(dǎo)電臂構(gòu)成，每個(gè)導(dǎo)電臂由一個(gè)全控器件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成。圖33 電容濾波電路本電路的輸出電壓在負(fù)載變化時(shí)波動(dòng)大，說(shuō)明它的帶負(fù)載能力差，只適合于負(fù)載較輕且變化不大的場(chǎng)合。電容濾波電路是在整流電路的直流輸出側(cè)與負(fù)載并聯(lián)電容器，利用電容的端電壓在電路狀態(tài)改變時(shí)不能突變的原理，使輸出電壓趨于平滑。忽略二極管導(dǎo)通時(shí)的正向壓降，則單相橋式整流電路的波形圖如下。圖31 橋式整流電路由電路圖可知，無(wú)論電壓U2是在正半周還是負(fù)半周，負(fù)載上都有相同方式的電流流過(guò)。為了克服這些缺點(diǎn)，這里采用全波整流電路——單相橋式整流電路。本方案由脈沖調(diào)制控制器SG2535輸出的脈沖控制開關(guān)管VV2的柵極，以達(dá)到控制充電狀態(tài)的目的?！】傮w控制方案如21圖所示。鉛蓄電池的充電溫度可以通過(guò)溫度傳感器測(cè)量，將測(cè)出的電壓量送至單片機(jī)的輸入口，充電電壓有兩個(gè)分壓電阻檢測(cè)。 控制方式根據(jù)鉛蓄電池脈沖魁岸素充電理論，可利用單片機(jī)的輸出脈沖控制半橋式變換器的兩個(gè)開關(guān)管VV2的通斷。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)溫度傳感器的電壓信號(hào)，以軟件的方式控制輸出脈沖，從而
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