【正文】 。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。導師無論在學習還是在生活上都給予了我極大的關心和幫助。 CALL DELAY1MSDJZ D_CNTJMP FCIMOV A, 0B00001110IOW IOCA0MOV A, 1MOV ADCON, ACLR AIOW IOC90BS ADCON, ADPDBS ADCON, ADRUNJBC ADCON, ADRUNJMP $1BC RF, ADIFBC ADCON, ADPDMOV A, U_AD3MOV U_AD4,AMOV A,U_AD2MOV U_AD3, AMOV A, U_AD1MOV U_AD2, AMOV A, ADDATAMOV U_AD1, AMOV A, P_AD1MOV R4, ACALL AVERAGEMOV A, R_ADLMOV P_AD, ASUB A, _5V4JBC R3, CJMP FULL_NORMALFABNORMALT: BS FLAG, FABNORMALTJMP RE_FC 。轉至快速充電階段ABNORMALP: BS FLAG, FABNORMALPJMP RE_RCPOW_NORMAL: BC FLAG, FABNORMA。另外，系統(tǒng)使用了 MICROCHIP 公司生產的 PIC16C71A 單片機，實現(xiàn)對充電狀態(tài)的智能控制，采集蓄電池端電壓，結合軟件可實現(xiàn)變電壓波浪式柔性充電，而且可以實現(xiàn)短路故障檢測，電池接反檢測；通過采集充電電流，可以實現(xiàn)變電流波浪式柔性充電，而且也可實現(xiàn)斷電故障檢測。通過調節(jié)充電脈沖、零脈沖、負脈沖的脈寬是實現(xiàn)調節(jié)充電電流和充電電壓平均值，實現(xiàn)波浪式柔性充電。通過實驗驗證了負脈沖對于去極化是有幫助的。所能充的電量受到一定的限制。 （3）恒壓充電雖然控制簡單，也符合充電電流自動下降的特點，但往往由于極柱、連接條、極板、隔板、電解液、接觸電阻以及極化現(xiàn)象引起的電壓降，使得產生較大的誤差，難以準確地充滿電。研究主要包括以下兩個部分：1．新型充電方法的提出 通過對蓄電池電化學機理的研究，特別是極化現(xiàn)象成因的分析，提出了用零脈沖和負脈沖去極化的充電方法；比較了傳統(tǒng)的恒流充電和恒壓充電方案，二階段充電方案，以及正、零脈沖充電方案，變電流間歇充電方案，變電壓間歇充電方案，在充分分析它們各自的特點的基礎上提出了利用動態(tài)調節(jié)占空比和間歇時間以實現(xiàn)變電壓變電流波浪式正負零脈沖快速充電方法?？梢娫诿總€充電階段中，應根據(jù)充電過程中蓄電池端電壓的變化率動態(tài)的調節(jié)充電脈寬、間歇時間和放電脈寬，以改變充電電流和電壓的平均值，盡量對蓄電池進行柔性充電，減少對其的損傷，其軟件流程圖如圖 所示 軟件編程本系統(tǒng)由單片機做控制器，實時監(jiān)控電壓，電流使充電過程按理想的充電曲線進行，其程序見附錄。這個階段充電器將以某一較小的充電電流給蓄電池補充電荷，讓使用者在任何時候使用蓄電池，蓄電池總是處于充足電狀態(tài)。這兩個階段可以充進 90%以上的電量。一是快速充電階段，主要以較大占空比的正脈沖充電，當然也有零脈沖間歇，只是脈寬相對其它階段較小，這樣可以獲得較大的充電電流平均值，以達到在較小的時間內充進較多的電量；第二階段是補足充電階段。 RB2 = 1 時，N3 導通，Q4 關斷，放電終止；反之，RB2=0 時，N3關Q4 導通，蓄電池進行放電過程。單片機的 RBRBO 口分別驅動晶體管 NN4 ，進而驅動兩個 MOSFET 管 3，實現(xiàn)對電池的充電、放電和停充停放。 充放電控制系統(tǒng)如圖 3．5 所示，充放電電路中的主開關管采用的是 MOSFFT 管。5 個燈一起閃滅表示有故障，具體還可以區(qū)分是斷電故障還是短路故障等，可以很方便的實現(xiàn)。一共 4 個綠色發(fā)光管和 1 個紅色發(fā)光管，組合起來可以實現(xiàn)多種狀態(tài)的顯示。通過對充電電流值的采樣，可以實現(xiàn)蓄電池組中是否有斷電或接線故障的檢測。同樣的，充電電流的采集是通過在充放電主回路中串聯(lián)一個低阻值電阻 (約 )和42R10m?一個單電源運放 LM358 來實現(xiàn)的。因為 PIC16C71A 有 4 路內置的 A/D 轉換電路，因此不需要另外接 A/D轉換器就可以實現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)的模擬數(shù)字化。 充放電及其控制電路的設計為實現(xiàn)信息監(jiān)測、輸入輸出控制、充放電控制等功能，中心控制芯片選用 PIC 系列單片機的 PIC16C711 微處理器，設計如圖 3．5 所示。L7805C 的輸出電壓即作為控制電路中單片機的輸入電源，又是充放電電路的驅動管的電源。其中 E5, E6, R14 是 RC 濾波電路，用于改善輸出電壓的波形和穩(wěn)定性；另外一支路作為一穩(wěn)壓電源 L7805C 的輸入電源，輸出高精度 5V 電壓。如圖 4．12 所示，一路由 MA65R1R1CC6 整流濾波，經(jīng)輸出濾波電感L、電容 組成的 LC 濾波電路濾波得到約 36V 直流電壓供給充電、放電回路，給蓄電池7進行充電；另外一路由 DDEER14 整流濾波得到約 12V 直流電壓。芯片內驅動晶體管射級 10 腳接地，集電極 11 腳輸出分別驅動外部電路中的晶體管 ，放大12N、進而輸出給驅動變壓器，激勵主開關管 。3 腳和 15 腳之間、3 腳和 2 腳之10TCpF? ???間的 RC 網(wǎng)絡都是濾波電路，分別根據(jù)電容電阻設定值去除相應的頻段的干擾。（4） ．其他 6 分別接定時元件 和 ，構成三角波振蕩器，其中 ，TRC2TRk??。調節(jié)可調電阻可以調節(jié)最高輸出電壓。14 腳電壓經(jīng)電阻 分壓接到電壓誤差放大器的2930R、反相輸入端 2 腳，比如均壓值 ，同相輸入端接輸出電壓的反饋電路中，反饋支路由以及可調電阻 VR 組成。調節(jié)可調電阻 的值，18R可以調節(jié)最大輸出電流。電阻 約 50K，可調電阻 約 1K，在5m?17 2518R空載或允許輸出電流值之內，16 腳電壓總是低于 15 腳電壓，也就是說電流誤差放大器總是輸出為 0，兩個驅動三極管輸出固定寬度的脈沖，電源輸出限定的電流值。電流誤差放電器的反相輸入25R18端 15 腳接在兩個電阻之間，因此可調電阻 上的電壓就是 15 腳的電壓。TL494 提供的內部基準電源和兩個誤差放電器可以很方便的實現(xiàn)這些功能。而死區(qū)時間的大小由落地電阻 上的電壓決定，該值10C 26越高，死區(qū)時間越長?？梢?，充電電容 的值決定了軟啟動的快10C慢。隨著輸入電源給電容 的充電， 上開始流過電流，即 4 腳上開始建立26R1026R一定的電壓，片子開始工作。圖 3．3 TL494 外圍電路設計（1） ．軟啟動保護 TL494 的 4 腳是芯片的死區(qū)控制端。經(jīng)過驗算，溫升只有 40℃，滿足溫升條件，實驗運行證明所設計的參數(shù)也是滿足條件的。????計算銅重： ；?????????計算電流密度 ；??.723JAm初級繞組導線所需截面積 ；212..9043imIJ初級繞組線徑 ，選用直徑 的漆包線?？紤]到設計的變壓器要承受大約 50℃的溫升，查溫升曲線 [17]得單位表面所耗散的平均功率： ?????i得 ： P=.=6W，式中 ——變壓器總損耗。滿足 。參見圖 3．2。圖3．1 輸入濾波電路（2） ．輸出濾波器的設計考慮到小型化以及成本，選用了相對簡單的輸出濾波電路，相應的設計了濾波電感和濾波電容。整流輸??出的電流首先經(jīng)過每個 型 LC 濾波器中的電容濾波，然后再經(jīng) 型 LC 濾波器濾波，從?而能夠使輸出電壓的脈動系數(shù)大幅度下降，濾波效果顯著改善。（1） ．輸入濾波電路如圖 3．1 所示，是一個雙 型 LC 濾波器。由于選用了普通雙極型晶體管，為了得到適合的驅動信號，在開關管的基極各自加了一個加速開關電路，來加速開關管的導通。交流輸入經(jīng)過濾波電路濾掉電網(wǎng)中的雜波，再經(jīng)過橋式整流電路，得到一個高壓直流輸出。工作波形如圖 2．3 所示。 因此，在片內誤差放大器的輸出電平與鋸齒波在比較器 2 中進行比較，而死區(qū)控制電平與鋸齒波在比較器 1 中進行比較，二者的輸出分別得到一串具有一定寬度的矩形脈沖。鋸齒波發(fā)生器啟振后，該鋸齒波在片內分別被送到比較器TRC1 和 2 的同相輸入端。圖 2．2 TL494 管腳分配圖 TL494 在工作時，其工作頻率僅取決于外接在鋸齒波發(fā)生器上的定時元件 和 的TRC數(shù)值，一旦定時元件固定后，TL494 輸出信號的工作頻率也就固定不變了。腳2 和腳 116 分別為兩個比較器輸入端； 腳 3 為相位控制端；腳 4 為死區(qū)電平控制端：腳 6 為振蕩器的 R、C 輸入端：腳 9 和腳 110 分別為兩個內部驅動晶體管的集電極發(fā)射極，通過它們發(fā)出的脈沖可以控制變換器開關管的交替導通。它由鋸齒波發(fā)生器、D 觸發(fā)器、比較器 1 和 誤差放大器 1 和 5V 基準電源與兩個驅動晶體管等組成。 TL494 的選擇 TL494 是一種脈寬調制型開關電源集成控制器，它的特點：（1） ．推挽或單端輸出；（2） ．最高工作頻率為 300kHz；（3） ．內部基準電壓 5V；（4） ．輸入電壓 41V；?（5） ．較寬的工作溫度范圍：TL494 為4085℃，TL494 為2085℃。本文選擇的東芝公司的雙極型晶體管 2SC3306 的飽和電壓最大值只有 ，在高反壓場合，雙極型晶體管的飽和壓降還是比較小。 主要基于以下考慮：一是本系統(tǒng)所需的開關電源設計為 250W，控制電路沒有附加變壓器供電，完全是開關瞬態(tài)自激啟動，較小的基極驅動電流也可使 2SC3306 工作，而工作在高頻時 MOSFET 則需要一定的驅動功率，不易產生自激啟動。 硬件設備選擇 硅雙極型晶體管的選擇考慮到本系統(tǒng)的實際應用要求是小功率、低成本，開關頻率（50kHz）不是很