【正文】 大器 TL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。 13腳 Inputs4()是運(yùn)算放大器 4反相輸入端，其空載電壓為 。 11腳 GND 是接地或負(fù)電源供電，其空載電壓為 0V。 9腳 Inputs3()是運(yùn)算放大器 3反相輸入端，其空載電壓為 5V。 7腳 OUT2是運(yùn)算放大器 2輸出，其空載電壓為 0V。 5腳 Inputs2(+)是運(yùn)算放大器 2同相輸入端，其空載電壓為 。 3腳 Inputs1(+)是運(yùn)算放大器 1同相輸入端，其空載電壓為 。 1腳 OUT1是運(yùn)算放大器 1輸出，其空載電壓為 18V。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。 LM324四運(yùn)算放大器 LM324內(nèi)設(shè) 4個(gè)完全相同的運(yùn)輸放大器及運(yùn)算補(bǔ)償電路，采用差分 輸入方式。工作時(shí)耗電約為 15mA，此電流可通過(guò)反饋電阻提供。輸入電壓可以通過(guò)一個(gè)大阻值電阻從高壓降壓獲得。 7腳 Vcc 是電源。lA。 5 腳 GND 是接地。 4腳 RT/CT 是 外接振蕩器 定時(shí)端。在外圍電路中 ，在功率開關(guān)管(如 VMos 管 )的源極串接一個(gè)小阻值的取樣電阻，將脈沖變壓器的電流轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓送入 3 腳，控制脈寬。 2 腳 VFB 是反饋電壓輸入端 （內(nèi)部誤差放大器反相輸入端） ，此腳與內(nèi)部誤差放大器同向輸入端的基準(zhǔn)電壓 (一般為 +)進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制電壓，控制脈沖的寬度。 UC3842 的內(nèi)部由啟動(dòng)電路，振蕩電路，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器， PWM 特制電路，驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。它主要的優(yōu)點(diǎn)是外界元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。將更多的功能集成于一塊芯片上，這將是未來(lái)電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，我相信隨著集成芯片的不斷發(fā)展，充電器的發(fā)展也會(huì)步入一個(gè)嶄新的時(shí)代。 如圖 所示。在蓄電池的出口處分別 對(duì)其電壓和電流進(jìn)行采樣，然后通過(guò)誤差取樣放大電路影響光電耦合器的導(dǎo)通情況，從而控制開 關(guān)管的導(dǎo)通起到對(duì)電流和電壓的輸出控制 。 如下圖 方框圖 圖 充電器基本方案方框圖 電動(dòng)車電瓶充電器畢業(yè)論文 6 第四章 硬件電路設(shè)計(jì) 電路總體設(shè)計(jì) 充電器采用的典型構(gòu)成主要由市電濾波電路，市電變換電路，啟動(dòng)電路，振蕩器， PWM電路，激勵(lì)電路，開關(guān)管，誤差取樣放大電路，保護(hù)電路等。這種方法是目前市場(chǎng)充電器流行使用的方法，也是一種很技術(shù)非常成熟的方法。 PWM 信號(hào)發(fā)生器 對(duì)反饋回來(lái)的電壓 和 電流信號(hào)進(jìn)行分析，然后調(diào)整 PWM 輸出信號(hào)的占空比。 方案策略 用 PWM 信號(hào)發(fā)生器（ UC3842）來(lái)實(shí)現(xiàn)方案。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到額定值后，說(shuō)明蓄電池已經(jīng)充滿電 ， 控制開關(guān)，斷開電源，停止充電。由市電送來(lái)的 220V交流電經(jīng)整流、濾波后，經(jīng)脈沖變壓器降壓送給蓄電池進(jìn)行充電。 4． 注意事項(xiàng)： 充電時(shí)要注意的事項(xiàng)：一是在通風(fēng)良好的環(huán)境下進(jìn)行，以免溫度過(guò)高給充電器和蓄電 電動(dòng)車電瓶充電器畢業(yè)論文 4 池帶來(lái) 危害，影響三段式充電過(guò)程；二是充電過(guò)程中如果聞到異味或充電器外殼溫度過(guò)高，應(yīng)立即停止充電，對(duì)充電器進(jìn)行檢修或更換；三是不要讓金屬和水等導(dǎo)電物質(zhì)進(jìn)入充電器內(nèi)部，以免充電器內(nèi)部的電子元器件被短路損壞。當(dāng)個(gè)別蓄電池出現(xiàn)問(wèn)題，使充電電流不能降為轉(zhuǎn)折電流時(shí)，會(huì)損壞同組其他蓄電池。通常該參考值范圍是 450— 550 mA,若此值過(guò)高，雖 然有利于延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，但增加了充電時(shí)間，但不能低于 400mA。因此，這個(gè)也是個(gè)重要 參數(shù)，不能偏離過(guò)多。因此，這個(gè)參數(shù)極為重要，只有滿足這個(gè)參數(shù)要求才能延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì) 48V 的充電器，對(duì)于三段式充電器的三個(gè)主要參數(shù)的要求是相當(dāng)嚴(yán)格的： 1. 涓 流階段的參考電壓值： 涓流階段的參考電壓值一般為 58V左右，不能大于或小于該參考值。 三段式充電 三段式充電與二段式充電的不同之處在于其第一個(gè)階段為恒流充電階段，充電器先以恒流對(duì)蓄電池快速充電，隨著蓄電池存儲(chǔ)能量的升高，充電電流減小，被充電控制電路檢測(cè)后充電器自動(dòng)轉(zhuǎn)入第二個(gè)階段恒壓充電，繼續(xù)為蓄電池補(bǔ)充能量，電壓上升的幅度較小并且速度放慢，直到電壓穩(wěn)定。 如果充電器輸出電壓不足，則充電很短時(shí)間就導(dǎo)致充電電流下降為零，過(guò)早地結(jié)束了充電，長(zhǎng)期如此，勢(shì)必導(dǎo)致蓄電池長(zhǎng)期充電不足，容量下降，壽命縮短。充電初期，由于蓄電池的端電壓較低，充電器與蓄電池的電壓差較大，所以充電電流也大。缺點(diǎn)是充電時(shí)間長(zhǎng)，并且需要經(jīng)常調(diào)整充電電流。但是各個(gè)蓄電池的容量應(yīng)當(dāng)盡可能相同，否則應(yīng)當(dāng)以容量最小的蓄電池計(jì)算充電電流，當(dāng)小蓄電池充足之后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)摘除，再繼續(xù)給大容量蓄電池充電。在充電過(guò)程中，由于蓄電池的段電壓逐漸升高，為了保持充電電流的恒定，必須相應(yīng)提高充電電壓。而對(duì)于三段式將在后面具體介紹。 充電器的工作原理 電動(dòng)車充電器常用的充電方式一般分為二段式充電模式和三段式充電模式兩種。 鉛酸蓄電池 的典型充電特性曲線如圖 所示，通常是以恒流充電進(jìn)行分析。而由于放電時(shí)在陽(yáng)極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會(huì)在充電時(shí)被分解還原成硫酸，鉛及過(guò)氧化鉛，因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加，亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當(dāng)兩級(jí)的硫酸鉛被還原成原來(lái)的活性物質(zhì)時(shí)，即等于充電結(jié)束。而鉛酸蓄 電池是通過(guò)陽(yáng)極的 2bOP 以及陰極的 bP 浸到電解液（稀硫酸）中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行充電和放電的。該充電器雖然存在維修難度大，功率小等缺點(diǎn)，但它具有體積小，重量輕，效率高，適應(yīng)市電輸入范圍寬，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以開關(guān)電源式充電器相對(duì)于變壓器式充電器和可控硅式充電器來(lái)說(shuō)將會(huì)是今后電動(dòng)車充電器的發(fā)展方向，我也相信隨著科學(xué)技術(shù) 的不斷進(jìn)步，電動(dòng)車以及電動(dòng)汽車的也會(huì)有更加美好的未來(lái)。而且最近幾年許多新聞報(bào)道中都有使用者因?yàn)槭褂貌划?dāng)，比如蓄電池的反接或者先將充電器與市電相連再與蓄電池相接， 這些都會(huì)危及到使用者的生命安全和蓄電池的完好，所以我們需要一種更安全更環(huán)保的充電器，這定將是未來(lái)充電器的發(fā)展方向。一般人們都是在蓄電池的電量全部使用完之后再對(duì)其進(jìn)行充電，但這樣的結(jié)果卻容易導(dǎo)致充電器的過(guò)充而損壞，致使蓄電池過(guò)早地報(bào)廢而污染環(huán)境，要知道每年報(bào)廢的蓄電池的數(shù)量是十分恐怖的。目前電動(dòng)車使用的電池主要由鉛酸蓄電池，鎳 — 金屬氫化物蓄電池，鋰離子蓄電池，燃料電池等，其中鉛酸蓄電池以其價(jià)格低廉，材料來(lái)源豐富，技術(shù)和制造工藝較成熟，電池容量大，跟隨負(fù)荷輸出特性好，無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)成為電動(dòng)車目前主要采用的電池種類。 Keyword： Leadacid batteries； Threestep method； Intelligent； charger 目 錄 摘要 …………………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract ………………………………………………………………………………………… Ⅱ 第一章 前 言 ………………………………………………………………………………… 1 第二章 充電器原理…………………………………………………………………………… 2 2. 1 鉛酸蓄電池的 充電以及放電特性 ……………………………………………………… 2 2. 2 充電器的工作原理 ……………………………………………………………………… 2 恒流充電 ……………………………………………………………………………… 2 恒壓充電……………………………………………………………………………… 3 三段式充電…………………………………………………………………………… 3 第三章 總體設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………………………………… … 5 3. 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………… 5 3. 2 方案策略 ………………………………………………………………………………… 5 第四章 硬件電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………… 6 4. 1 電路總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 6 4. 2 使用芯片介紹…………………………………………………………………………… 6 UC3842 單管開關(guān)電源 …………………… …………………………………………… 6 LM324 四運(yùn)算放大器 ………………………………………………………………… 7