【正文】 在t2期間，無(wú)控制脈沖送入Q1, Q2的柵極，它們都處于截止?fàn)顟B(tài)，開(kāi)關(guān)變壓器T2兩端電壓為零。 ，在t0期間，當(dāng)半橋變換器加上直流300V，而開(kāi)關(guān)管Ql, Q2的基極無(wú)控制脈沖時(shí)，它們都處于截止?fàn)顟B(tài)，由電容器C25, C26的分壓作用，Q1, Q2的源一漏間電壓均為1/2E，開(kāi)關(guān)變壓器T2兩端無(wú)電壓。包括開(kāi)關(guān)電源電路、單片機(jī)控制電路、充放電控制電路和電磁兼容方面的設(shè)計(jì)。 24V電池組將采用脈沖放電以減小平均電流。對(duì)鋰離子電池采用先恒流后恒壓的方法，保證將電池充滿。對(duì)電池采用脈沖充電，并在充電脈沖的間歇插入短暫的放電脈沖，在不充不放的時(shí)間段檢測(cè)電池的電壓，送入A/D轉(zhuǎn)換，以檢測(cè)一△V和O△V的到來(lái)。考慮到目前裝備配發(fā)的電池大多為鎳鎘、鎳氫電池，所以把重點(diǎn)放在了怎樣對(duì)鎳鎘、鎳氫電池進(jìn)行高效地充電。圖3. 3充放電控制電路框圖不同種類的電池具有不同的充電特性。穩(wěn)壓充電控制電路主要是利用開(kāi)關(guān)電源輸出進(jìn)行脈沖充、放電控制。并且單片機(jī)提供有足夠的I/O口，能滿足按鍵、蜂鳴器和指示燈的要求。(6)在有故障時(shí)迅速做出相應(yīng)的保護(hù)。(4)接收按鍵信息并做出相應(yīng)的處理。(2)充電時(shí)監(jiān)測(cè)電池端電壓和調(diào)整輸出電流。能夠提供選擇的電壓輸出，具有過(guò)流、過(guò)壓等硬件保護(hù)措施。圖3. 1電源的系統(tǒng)框圖 開(kāi)關(guān)電源電路半橋式開(kāi)關(guān)電源具有變壓器雙向勵(lì)磁、無(wú)變壓器偏磁問(wèn)題，而且對(duì)比全橋式開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)較少、成本低，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)相對(duì)容易，所以電源選用了半橋式開(kāi)關(guān)電源。(7)電源效率:n≥80%；(8)電磁兼容:符合GJB151A中CE102, CS101, CS114, RE102, RS103要求；(9)沖擊要求:；(10)振動(dòng):；(11)溫?zé)?；(12)鹽露:；(13)防雨:。2%。13%。②輸出最大直流電流:6A/24V、。 12V供電設(shè)有浮充電壓:177。(6)直流穩(wěn)壓①輸出直流電壓 穩(wěn)壓供電:12177。③充電容量:充電后電池組的平均放電容量不低于電池組實(shí)際容量的95%。②充電時(shí)間:常規(guī)充電時(shí)間=360min。 充電:25℃～+55℃。(1)交流電壓輸入范圍：160V～270V , 50Hz177。電源能自動(dòng)停止輸出，告警指示燈亮，并有音響告警。電源能自動(dòng)停止輸出，告警指示燈亮，并有音響告警。電源能自動(dòng)停止輸出，告警指示燈亮，并有音響告警。電池充滿時(shí)，指示燈閃爍并有音響提示，自動(dòng)停止充電，以確保電池不過(guò)充電。(6)對(duì)鎳鎘、氫鎳電池組充電為負(fù)脈沖組合充電，對(duì)鋰電池組為恒壓限流法充電。(4)常規(guī)充電：。 / 27177。(1)穩(wěn)壓供電：12V/24V。第三章 可充電穩(wěn)壓電源總體方案設(shè)計(jì)與普通穩(wěn)壓電源不同，智能可充電穩(wěn)壓電源是通過(guò)用戶選擇，單片機(jī)控制輸出不同的電壓，并且充電等操作過(guò)程也全部由單片機(jī)完成，不需人工干預(yù)，達(dá)到智能化。這種方法是目前電池界公認(rèn)的最佳檢測(cè)方法。這種充電方法同樣會(huì)造成電池的過(guò)充電或欠充電。(3)OT法電池充滿電時(shí)溫度與環(huán)境溫度之差會(huì)達(dá)到最大。這種方法是最簡(jiǎn)單也是最不可靠的，因?yàn)椴煌愋偷碾姵赜胁煌姆逯惦妷?，即使是同一類型的電池或同一塊電池使用時(shí)間不一樣，其峰值電壓也會(huì)不同，所以這種充電方法會(huì)造成電池的過(guò)充電或欠充電。在本電源中采用的主要充電方法就是負(fù)脈沖組合充電。(5)負(fù)脈沖組合充電這種充電方法是脈沖充電法的改進(jìn):一個(gè)周期是由一個(gè)正脈沖后加一個(gè)負(fù)脈沖，然后才是空閑時(shí)段。(4)脈沖充電在電池的充電過(guò)程中，蓄電池中產(chǎn)生的極化現(xiàn)象會(huì)阻礙充電，并使出氣率和溫升顯著升高。在充電開(kāi)始階段，由于電池電壓很低，為避免電流過(guò)大而損壞電池，就采用恒流充電法來(lái)限制充電電流。當(dāng)電池電壓上升后電流會(huì)隨之減小使充電時(shí)間延長(zhǎng)。過(guò)小又會(huì)使充電時(shí)間很長(zhǎng)。(2)恒壓充電以恒定的電壓對(duì)電池進(jìn)行充電。因此，若只采用一種方法，則會(huì)很難保證電池較好的充電。(2)非線性，充電電流在充電過(guò)程中隨時(shí)間呈指數(shù)規(guī)律變化，不可能用恒流或恒壓的方式得到。記憶效應(yīng):在電池充放電過(guò)程中，會(huì)在電池極板上產(chǎn)生許多小氣泡，時(shí)間一久，這些氣泡會(huì)減少電池極板的面積，也間接影響電池的容量[8]。若是以一個(gè)月為單位來(lái)計(jì)算的話，鋰離子電池自我放電約是1%～2%、鎳氫電池自我放電約3%～5%。一般在相同體積下，因此在電池容量相等的情況下，鋰離子電池就會(huì)比鎳鎘、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。過(guò)充電：電池在充電時(shí)，在達(dá)到充滿狀態(tài)后，若還繼續(xù)充電，可能導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高、電池變形、漏夜等情況發(fā)生，電池的性能也會(huì)顯著降低和損壞。放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很深的關(guān)系，當(dāng)二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，因此在使用時(shí)應(yīng)盡量避免深度放電。電池的開(kāi)路電壓，會(huì)依電池正、負(fù)極與電解液的材料而異，如果電池正、負(fù)極的材料完全一樣，那么不管電池的體積有多大，幾何結(jié)構(gòu)如何變化，其開(kāi)路電壓都是一樣的。根據(jù)不同的電池類型及不同的放電條件，對(duì)電池的容量和壽命的要求也不同，因此規(guī)定的電池放電的終止電壓也不相同。例如:充電電池的額定容量為1100mAh時(shí)，即表示以1l00mAh(1C)放電時(shí)間可持續(xù)1小時(shí)，如以200mA()放電時(shí)間可持續(xù)5小時(shí)，充電也可按此對(duì)照計(jì)算。下面是一些關(guān)于電池和充電方面的概念。一次性電池包括堿錳電池、鋅錳電池、鋰電池、銀鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池、鎂錳電池等。電動(dòng)勢(shì)大小(或電壓)與所使用的金屬有關(guān)，不同種類的電池其電動(dòng)勢(shì)也不同。它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負(fù)極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中，當(dāng)連接在某一外部載體上時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來(lái)提供能。第二章 電池的充電原理本章介紹了可充電電池的常用充電方法和充滿檢測(cè)判斷方法。它的主要特點(diǎn)是:輸出級(jí)采用推挽輸出，雙通道輸出，占空比0—50%可調(diào)，每一通道的驅(qū)動(dòng)電流最大值可達(dá)200mA，灌拉電流峰值可達(dá)500mA。 SG1525A是美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)的第二代PWM芯片，是SG1524A的改進(jìn)型，軍品級(jí)，16腳封裝。由于鋸齒波電壓比誤差放大器的輸出電壓低，所以PWM比較器的輸出較高，因?yàn)橥叫盘?hào)已在斜坡電壓的起始點(diǎn)使倒相電路工作，所以脈沖倒相電路將這個(gè)高電位輸出使V1導(dǎo)通，當(dāng)斜坡電壓比誤差放大器的輸出高時(shí)，PWM比較器的輸出電壓下降，通過(guò)脈沖倒相電路使V1截止，下一個(gè)斜坡周期則重復(fù)這個(gè)過(guò)程。 PWM控制電路 (2)振蕩器：為PWM比較器提供一個(gè)鋸齒波和與該鋸齒波同步的驅(qū)動(dòng)脈沖控制電路的輸出； (3)誤差放大器：使電源輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，以正確的時(shí)序使輸出開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的脈沖倒相電路。 如果輸出電感電流不連續(xù)，輸出電壓Uo將高于式中的計(jì)算值，并隨負(fù)載減小而升高，在負(fù)載電流為零的極限情況下有Uo/U1=(N2/Nl)(Ui/2)。 半橋式電路的工作原理 為了避免上下兩開(kāi)關(guān)在換流的過(guò)程中發(fā)生短暫的同時(shí)導(dǎo)通現(xiàn)象而造成短路損壞開(kāi)關(guān)器件，每個(gè)開(kāi)關(guān)各自的占空比不能超過(guò)50％，并應(yīng)留有裕量。S1和S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為Ui。 S1導(dǎo)通時(shí)，二極管VD1處于通態(tài)，S2導(dǎo)通時(shí)，二極管VD2處于通態(tài)，當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，變壓器繞組W1中的電流為零，根據(jù)變壓器的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程，繞組W2和W2’中的電流大小相等、方向相反，所以VD1和VD2都處于通態(tài)，各分擔(dān)一半的電流。S1與S2交替導(dǎo)通，使變壓器初級(jí)形成幅值為Ui /2的交流電壓。 在半橋式電路中，變壓器一次繞組兩端分別連接在電容C1, C2的中點(diǎn)和開(kāi)關(guān)S1,S2的中點(diǎn)。 目前，集成開(kāi)關(guān)電源大多采用PWM控制方式，本設(shè)計(jì)就是采用這種方式。 開(kāi)關(guān)電源的原理框圖PWM控制方式的優(yōu)點(diǎn)是：因?yàn)椴捎昧斯潭ǖ拈_(kāi)關(guān)頻率，因此，設(shè)計(jì)濾波電路時(shí)就簡(jiǎn)單方便。②脈沖寬度控制:脈沖寬度控制是指開(kāi)關(guān)工作頻率(即開(kāi)關(guān)周期T)固定的情況下直接通過(guò)改變導(dǎo)通時(shí)間(Ton)來(lái)控制輸出電壓Uo大小的一種方式。(1)幅度控制方式:即通過(guò)改變開(kāi)關(guān)的輸入電壓Ui的幅值而控制輸出電壓Uo大小的控制方式，但要配以滑動(dòng)調(diào)節(jié)器； (2)占空比控制方式:占空比控制又包括脈沖寬度控制和脈沖頻率控制兩大類。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源的工作原理是：(1)交流電源輸入經(jīng)濾波整流成直流電壓；(2)通過(guò)高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管，將直流電壓加到開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)；(3)開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載；(4)輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的[6]。 開(kāi)關(guān)電源就是通過(guò)電路控制開(kāi)關(guān)管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止，將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓。 在本設(shè)計(jì)中，由于功率不大，同時(shí)要求體積要小、成本要低，并且考慮到變壓器制作以及以后加大功率等方面的因素，所以采用了半橋式開(kāi)關(guān)電源。DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓。而開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和與截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效率高，而且省掉了大體積的變壓器。轉(zhuǎn)變時(shí)用自動(dòng)控制閉環(huán)穩(wěn)定輸出并有保護(hù)環(huán)節(jié)則稱開(kāi)關(guān)電源[4]。隨著半導(dǎo)體和磁性元器件的發(fā)展，開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源正朝著高頻化、高可靠性、低耗、模塊化、減低紋波電壓和射頻干擾、以及尋求新的最佳變換拓?fù)涞葋?lái)提高開(kāi)關(guān)電源性能的方向發(fā)展，并逐步取代傳統(tǒng)的線性電源。 (3)適應(yīng)性好 能適應(yīng)電網(wǎng)變化范圍大，而線性穩(wěn)壓電源的工頻電源變壓器對(duì)頻率變化敏感，電網(wǎng)電壓的變化將導(dǎo)致調(diào)整管上壓差的變化，可能造成壓差太小或太大而不能正常工作。因此，整個(gè)電源的體積和重量比線性穩(wěn)壓電源小得多，一般只有線性穩(wěn)壓電源的20～30%。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)體積小且重量輕 由于它不需要通常笨重的工頻電源變壓器，而只用一只體積小、重量輕的高頻變壓器。但由于線性穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)突出，所以盡管開(kāi)關(guān)電源發(fā)展迅速，它仍將繼續(xù)發(fā)展，特別適用于一些功率小、電性能技術(shù)指標(biāo)要求高的場(chǎng)合，目前主要朝高效率、高集成度方面發(fā)展。所以