【正文】 27 圖 11 80C196KB單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖 123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSizeBDate:8Jun2013 Sheet of File:C:\Users\Administrator\Desktop\畢業(yè)設(shè)計(jì)\MyDesign.ddbDrawn By:C1VCCVCC9NCC782SVID14VIKW65KEADY35VIB41A GND66VID64VA8VSS10VSS42HS1.054HS1.153HS1.252HS1.351HS0.050HS0.149HS0.244HS0.343ACH04ACH15ACH23ACH36WIWL3880C196KBAXTAL111XTAL212KLST62AD018AD119AD626ALE16AD725AD1230RD17AD1331AD1432AD1533VSS2VCC4NOT1DTU31C102C181D22D33D9C11DC1BC1274HCT573SEL A1SEL B2SEL C3EN 16EN 2A4EN 2B5Y0 OUT15Y1 OUT14Y2 OUT13Y3 OUT12Y4 OUT11Y5 OUT10Y6 OUT9Y7 OUT774LS138A010A19A73A825A122DE22CE20D611D112D519VPP1PCM23顯示電路+5VR1C2246712MC1C2C3 28 前 三 個(gè)鍵 是 用來進(jìn)行充電方式的手動(dòng)改變 ； 故障。當(dāng)電池充滿電后，若繼續(xù)充電，所有的電能都將轉(zhuǎn)化 為電池的熱能，在快速充電時(shí)這將使電池快速升溫，若不及時(shí)停止充電，會(huì)造成電池?fù)p壞。當(dāng)檢測(cè)到電池端電壓已經(jīng)達(dá)到最大值時(shí)，確定充電已滿，調(diào)整 PWM 輸出占空比，充電器自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充電狀態(tài)，并發(fā)出聲光報(bào)警。電流取樣放大電路， 是把取樣后的電流以電壓形式送回到 PWM 比較器中去比較，從而決定輸出的占空比。充電電源到電池組之間有 1個(gè)二極管 ,因此 充電電源輸出電壓與 電池組電壓并 不會(huì)一直 相等 ,而充電電源在為蓄電池充電的同時(shí) ,還 需要 為一些經(jīng)常性負(fù)載供電 ,因此 ,充電電源輸出電流 與 電池組充電電流也并 不會(huì)一直 等。 模 擬 量 檢 測(cè) 電 路 模擬量檢測(cè)電路 是 用 在 檢 測(cè)充電電源輸出電壓、充電電源輸出電流、電池組充電電壓、電池組充電電流 與 環(huán)境溫度等 。 字節(jié)寄存器中 ,24 個(gè) 字節(jié) 屬于 專用寄存器 ,其 它的 232 字節(jié) 都是 通用寄存器。這些系統(tǒng) 都 要求實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)處理。電路原理圖如圖 11 所示。下面就詳細(xì)介紹這幾部分電路的原理及功能。 充電系統(tǒng)的控制回路原理與設(shè)計(jì) 該充電系統(tǒng)的控制回路框圖如圖 10 所示 。 UC3879 輸出電路采用圖騰柱式輸出 ,最大電流可達(dá) 2A,還能直接驅(qū)動(dòng)功率晶體管 與 場(chǎng)效應(yīng)管。 方法 正常 的 情況下 ,開關(guān)電源 應(yīng)該 工作在額定輸出功率范圍之內(nèi) ,避免電源工作在超出正常輸出狀態(tài) ,但在實(shí)際工作中是 難以預(yù)料的 。 PWM 寬度的設(shè)置移相 PWM 的相移控制是 經(jīng)由 誤差放大器來實(shí)現(xiàn)的 ,在UC3879 中 ,誤差放大器的同相端 和 控制其內(nèi)部的 基準(zhǔn)電壓相連 ； 反相端 和 電源輸出端經(jīng)光禍隔離后的 回 饋輸出相連 ,兩者相比較 ,差值經(jīng)放大輸出 ,送 到 移相脈寬控制器 ,控制 A、 B和 C、 D之間的相位 ,最后 調(diào)整波形占空比。分別對(duì) A、 B 與 C、 D兩對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行編程。在 該 充電系統(tǒng)中 想 設(shè)計(jì)開關(guān)頻率為 30kHZ 的開關(guān)電源 ,取 C9=4700pF, R9=25K,則滿足 f=30KHz。 RT 腳 與 CT 腳的設(shè)定 決定 開關(guān)頻率的大小。每個(gè) EXB841 需要 二十 V驅(qū)動(dòng)電壓 ,由于 全橋整流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的原因 ,使得 4 個(gè) EXB841 至少需要 三 個(gè)相互隔離的 二十 V 電源。如 前文 介紹的 ,為更安全地利用 IGBT,使用專門的驅(qū)動(dòng)芯片 EXB841驅(qū)動(dòng) IGBT 的方法。 （ 3）基于 UC3879 的 移相控制電路的設(shè)計(jì) UC3879 的外圍電路設(shè)計(jì)圖如圖 9所示。 RAMP(引腳 19):斜坡電壓信號(hào)輸入端 ； 該端為 PWM 比較器的輸入端 ,將其與CT(引腳 14)相連可實(shí)現(xiàn)電壓模式控制 ； 要實(shí)現(xiàn)電流模式控制 ,該端需與 CS(引腳4)及電流檢測(cè)互感器相連 ； 由 CT 向該端輸入一定的斜坡電壓信號(hào)可實(shí)現(xiàn)斜率補(bǔ) 23 償。當(dāng)多只控制器通過 CLKSYNC 相連時(shí) ,將自動(dòng)和振蕩頻率最高的控制器同步 ； 另外 ,為提高該端驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的能力 ,可以增加接地電阻。當(dāng)該端懸空一時(shí) ,欠電壓鎖定閩值電壓為 ,滯回電壓為 。 CT(引腳 14):振蕩器頻率設(shè)置端 ； 線性占空比取值范圍的上限值由定時(shí)電阻RT 決定 ； 定時(shí)電容 CT應(yīng)采用低 ESL 和低 ESR 的高品質(zhì)瓷片電容 ,其最小取值為200uF。 Ui(引腳 10):控制器偏置電源輸入端 ； 該端主要向控制器內(nèi)部的邏輯電路和模擬電路供電 ； 偏置電壓應(yīng)在 12V 以上 ； 為了保證控制器可靠工作 ,只有在 Ui 上的電壓超過欠電壓鎖定上限闡值時(shí) ,控制器才開始工作 ； 該端與 GND 之間應(yīng)接低ESR 和低 ESL 的旁路電容。 Uc(引腳 9):驅(qū)動(dòng)輸出電路偏置電源輸入端 ； 該端向驅(qū)動(dòng)電路及其相關(guān)偏執(zhí)電路供電。 22 多只控制器并聯(lián)運(yùn)行時(shí) ,可以共用一只軟啟動(dòng)電容 ,但軟啟動(dòng)電容的充電電流需要相應(yīng)增加。萬一出現(xiàn)電流故障 ,如 CS(引腳 4)上的電壓超過 ,該端上的電壓將被下拉至地電位 ,然后由零緩慢上升至 。 SS(引腳 6): 軟啟動(dòng)信號(hào)輸入端 ； 該端 和 GND 之間接軟啟動(dòng)電容 ,用以設(shè)置軟啟動(dòng)時(shí)間 ； 只要 Ui(引腳 10)上的電壓低于欠電壓鎖定闡值 ,該端電壓將維持在零伏左右。相移開始工作 ,但只有 21 控制器進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)之后 ,才會(huì)向負(fù)載傳輸功率。如果該端上的電壓固定為 ,控制器的輸出端將停止輸出 并保持為低電平。 EA(引腳 3): 誤差放大器反相輸入端 ； 該端接電阻分壓器 ,對(duì)變換器的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè) ； 該端與 COMP(引腳 2)之間接環(huán)路補(bǔ)償元件。 COMP(引腳 2): 誤差放大器輸出端。 。 。 ,最大驅(qū)動(dòng)電流為 100mA。 式控制 。限電平反映出兩個(gè)最常用的輔助電源產(chǎn)生模式 : 自舉或離線。 UC3879是 UC3875 的改進(jìn)型 ,可通過 UVSEL 腳來選定欠壓鎖定電平 ,一般情況下 ,可預(yù)先確定兩個(gè)門限。大功率 DC/DC 變換器 ,傳統(tǒng)上一般采用相移控制的全橋拓?fù)浼夹g(shù)。傳統(tǒng)的 UC3875/ 6/ 7/ 8相比 ,該 IC 具有1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 8 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ A d m i n i s t r a t o r \ D e s k t o p \ 畢業(yè)設(shè)計(jì) \ M y D e s i g n . d d bD r a w n B y :C1 C2 C3L2 L4輸出整流電路1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 8 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ A d m i n i s t r a t o r \ D e s k t o p \ 畢業(yè)設(shè)計(jì) \ M y D e s i g n . d d bD r a w n B y :T1D1C4 20 控制、譯碼、保護(hù)和驅(qū)動(dòng)等功 能。對(duì)電源輸出時(shí)的后級(jí)整流電路采用一個(gè)整流橋即可。并且 ,當(dāng)電網(wǎng)瞬間停電時(shí) ,濾波電容器存儲(chǔ)的能量 可以 使開關(guān)電源直流輸出維持一定的時(shí)間。 該 充電系統(tǒng)只設(shè)計(jì)了輸出濾波電路。另外 ,因?yàn)?是工頻濾波 ,頻率較低 ,電容量 和 電感量 應(yīng)用 很大 ,所以還 能 起到抑制高頻干擾的作用。 輸入濾波是指接在交流電網(wǎng) 和 開關(guān)電源之間的濾波設(shè)備 ,通常 由低通濾波 與共模扼流圈等元件 組成 ,它 主要作用是抑制開關(guān)電源 其 身對(duì)交流電網(wǎng)的反干擾同時(shí)也 能 抑制交流電網(wǎng)中的高頻干擾串入開關(guān)電源。 所有 ,在高頻開關(guān)電源中 ,怎樣降低 與 消除噪聲干擾是一個(gè)非常重要的部分。 圖 5 能量 反 饋電路圖 主回路 濾 波與抗干擾電路的設(shè)計(jì) 主回 路 濾波 電路的設(shè)計(jì)整流濾波電路對(duì) 減少 電源中的噪聲干擾起到了 非常大的 作用。在負(fù)脈沖放電期間 ,能量 反 饋電路開始工作 ,它將電池的能量送到濾波電容 六 中去 ,從而實(shí)現(xiàn)了蓄電池在充電過程中適時(shí)的放電 ,即可 消除電池的極化現(xiàn)象。 該 充 電系統(tǒng) 使 用圖 5所示的結(jié)構(gòu)框圖 ,蓄電池的放電通路由開關(guān)元件 Q 與 濾波電感 L 所 組成 ,稱為能量 反 饋電路。 通常 充電系統(tǒng) 使用 的是當(dāng)蓄電池達(dá)到一定的極化程度后 ,經(jīng) 過附加的負(fù)載進(jìn)行放電 ,從而 消除極化。圖 4為 EXB841 驅(qū)動(dòng)電路圖。 本系統(tǒng)采用的 EXB841 是 大容量高速型驅(qū)動(dòng)器 (最大 40kHz 運(yùn)行 )。 IGBT 的驅(qū)動(dòng)多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。同樣 ,關(guān)斷時(shí)施加一定幅值的負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓 (一般取 5— 15V)有利于 減小關(guān)斷時(shí)間和關(guān)斷損耗。當(dāng)柵極 與 發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號(hào)時(shí) ,IGBT 關(guān)斷。當(dāng) U 為正且大于開啟電壓 UGE 間時(shí) ,IGBT 導(dǎo)通。 IGBT的工作原理和靜態(tài)特性 IGBT 是三端器件 ,具有柵極 G,集電極 C 和發(fā)射極 E。 IGBT(Insulated Gate Bipolar Tranister,絕緣柵極雙極型晶體管 )是 MOS結(jié)構(gòu)的雙極型器件 ,是 具有功率 M0SFET 的高速性能 和 雙極型器件的低電阻特性的功率元件。它的導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于雙極型晶體管 BJT 的導(dǎo)通電阻 ,這使得它 能夠 代替 BJT成為高頻開關(guān)電源的主流開關(guān)器件。 圖 3 改進(jìn)型 全橋移相控制的零電壓 PWM變換電路 GTR（ Giant Transistor,巨型晶體管 ） 和 GTO 是雙極型電流驅(qū)動(dòng)器件 ,因?yàn)榫哂须妼?dǎo)調(diào)制效應(yīng) ,所以 其通流能力很強(qiáng) ,但開關(guān)速度低 ,所 需求的 驅(qū)動(dòng)功率大 ,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜。 該變換電路采用移相控制方式 ,其主電路的工作原理和基本的零電壓 PWM 變換電路完全一樣。兩個(gè)元件組成的支路。 圖 3所示是一種改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓 PWM 變換電路。 改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓 PWM 變換電路是針對(duì)上述缺點(diǎn)所提出的一種電路拓?fù)洹５?,采用這方法后 ,電路仍不能達(dá)到全工作范圍的零電壓開關(guān)。 的時(shí)候 存在很大的 di/dt,將會(huì)造成較大的 EML；