【正文】 的同相輸入端；；,且誤差放大器的輸出電壓信號(hào)超過RAMP (引腳19)上的電壓信號(hào)時(shí),移相限流比較器將對(duì)相移大小逐周進(jìn)行限制；,電流故障鎖存器置位,控制器的輸出端被強(qiáng)制關(guān)斷,然后控制器進(jìn)入軟啟動(dòng)工作周期。,相移為零。（2）UC3879的引腳介紹UC3879的引腳排列如圖8所示引腳功能介紹如下:Uref (引腳1):精密SV基準(zhǔn)電壓輸出端,具有短路電流限幅特性；當(dāng)Ui(引腳10)上的電壓低于欠電壓鎖定閥值時(shí),控制器被禁止,；實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,該端與GND引腳之間應(yīng)接旁路電容；該電容的ESR尺和ESL應(yīng)盡可能低, 。,僅為150mA。其特點(diǎn)是。選定的啟動(dòng)電壓無關(guān)。在絕大多數(shù)的工作條件下,該方法可獲得較高的dV/dt值,并且為功率級(jí)的所有初級(jí)邊半導(dǎo)體提供零電壓開關(guān)。通過移相控制全橋變換器,該IC大大地簡化了設(shè)計(jì)步聚,縮小了印刷電路板的體積,并節(jié)省了調(diào)試時(shí)間。圖7 前級(jí)整流電路 移相控制電路的設(shè)計(jì)（1）UC3879簡介在設(shè)計(jì)過程中,選用了美國Unltrode公司生產(chǎn)的專用移相控制集成芯片UC3879,UC3879是相移式PWM控制IC。對(duì)前級(jí)整流電路的設(shè)計(jì)如圖7。 電路如圖6所示, 其中圖6 輸出濾波電路 整流電路的設(shè)計(jì)整流器的作用是將電網(wǎng)輸入的交流電進(jìn)行整流濾波,為變換器單相交流提供紋波的直流電壓。輸出濾波電路通常由濾波電感和濾波電容組成, 對(duì)整流后的脈動(dòng)電流起平滑作用,使其成為紋波很小的直流電流。 工頻濾波器又稱平滑濾波器,接在工頻整流器和逆變電路之間,可以將工頻整流器輸出的脈動(dòng)電流變?yōu)槠交绷?。在開關(guān)電源中,主要使用電源輸入濾波、工頻濾波、電源輸出濾波和抗輻射干擾等重要措施來減小噪聲的傳遞和影響[15]。當(dāng)使用高頻開關(guān)電源供電時(shí),其整流和變換的工作電路更加復(fù)雜,而且開關(guān)電源工作在較高頻率,外界和本機(jī)元器件無法避免的產(chǎn)生電磁感應(yīng)相互干擾,而電源的噪聲也會(huì)更加影響其它設(shè)備的正常工作。和傳統(tǒng)的放電回路相比,該能量反饋電路能避免多余的能量消耗,同時(shí)也能夠大大減小充電系統(tǒng)體積。在正脈沖充電末期,DC/DC變換電路中的開關(guān)元件全部都斷開,存儲(chǔ)在濾波電感L,中的能量將全部轉(zhuǎn)移到蓄電池組中。但這樣會(huì)產(chǎn)生多余的能量消耗,同時(shí)增大充電器的體積。 圖4 EXB841驅(qū)動(dòng)電路圖 能量反饋電路的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵摮潆娤到y(tǒng)使用的是由恒壓限流充電與脈沖充電相結(jié)合的充電方法,在整個(gè)充電期間,一直適時(shí)地使用了經(jīng)過負(fù)脈沖瞬間放電消除極化的方法,所以硬件設(shè)計(jì)中需要提供蓄電池放電的通路。在IGBT出現(xiàn)過流時(shí),過流信號(hào)由引腳6輸入到內(nèi)部的過流保護(hù)電路,在其輸出端(引腳5)出現(xiàn)低電平,光耦SOI有輸出,對(duì)PWM提供一個(gè)封鎖信號(hào),使PWM的驅(qū)動(dòng)脈沖輸出轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗姓}沖,實(shí)現(xiàn)EXB840I/EXB841軟關(guān)斷功能。同一系列的不同型號(hào)其引腳與接線基本相同,只是適用被驅(qū)動(dòng)器件的容量與開關(guān)頻率和輸入電流幅值等參數(shù)有所不同。而且在柵極串入一只低值電阻(10歐左右)能夠減小寄生振蕩,此電阻阻值會(huì)隨被驅(qū)動(dòng)器件電流額定值的增大而減小。IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)IGBT是電壓驅(qū)動(dòng)型器件,使IGBT開通的柵射極間驅(qū)動(dòng)電壓一般取1520V。因?yàn)榫哂须妼?dǎo)調(diào)制效應(yīng),高耐壓的IGBT也會(huì)具有很小的通態(tài)壓降。它是一種場控器件,驅(qū)動(dòng)原理與MOSFET基本一致,其開通與關(guān)斷是由柵極與發(fā)射極間的電壓UGE決定的。IGBT的應(yīng)用范圍經(jīng)常在耐壓是600V以上、電流為10A以上、頻率為1kH么以上的區(qū)域,多應(yīng)用于工業(yè)用電機(jī)、民用小容量電機(jī)、變換器、照相機(jī)的頻閃觀測器以及感應(yīng)加熱電飯鍋等產(chǎn)品上。正是由于導(dǎo)通電阻小的MoSFET的出現(xiàn),高頻開關(guān)電源得以迅速發(fā)展[114]。電力MOSFETMOS(Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體),FET(Field Effect Transistor場效應(yīng)晶體管)是單極型電壓驅(qū)動(dòng)器件,開關(guān)速度快,輸入阻抗高,熱穩(wěn)定性也好,所需驅(qū)動(dòng)功率小而且驅(qū)動(dòng)電路簡單。 全橋變換器中功率開關(guān)元件的選用典型的全控型開關(guān)器件有電力晶體管GTR、門極可關(guān)斷晶體管GTO、場效應(yīng)晶體管MOSFET和絕緣柵極雙極型晶體管IGBT等。改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓PWM變換電路。與基本的全橋移相控制的零電壓PWM變換電路相比,它在滯后臂上增加一個(gè)由電感Lrx和電容C。它通過在電路中增加輔助支路,可使開關(guān)管在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān),它在小功率(3kw)電路中具有明顯的優(yōu)勢。 飽和電感在實(shí)際應(yīng)用中不可能具有理想的飽和特性,這將會(huì)導(dǎo)致以下幾個(gè)后果: ,從而增加變換器的導(dǎo)通損耗； ,從而增大原邊電流和副邊二極管的電壓應(yīng)力； 、負(fù)飽和值之間轉(zhuǎn)換,磁心的損耗會(huì)很大,發(fā)熱嚴(yán)重砰s1。針對(duì)上述問題,常見的解決方法是在變壓器原邊串接一個(gè)飽和電感,擴(kuò)大變壓器的零電壓開關(guān)范圍。 ,需要增大散熱器的體積。它是當(dāng)前運(yùn)用最為廣泛的軟開關(guān)電路之一,其特點(diǎn)是電路非常簡單,易于操作,但有一個(gè)缺點(diǎn): 滯后臂開關(guān)管在輕載下難以實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān),這使它不適用于負(fù)載范圍變化大的場合。其基本原理是:交流輸入電壓經(jīng)電網(wǎng)濾波、整流濾波得到一定的直流電壓,再通過高頻變換器將直流電壓變換成高頻交流電壓,最后經(jīng)過輸出整流濾波電路,將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的高質(zhì)量、高品質(zhì)的直流電壓。高頻開關(guān)電源的原理框圖如圖2所示[112]。主回路有多種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。上述各種控制方法各有乾坤,為了使單片機(jī)在任何情況下,均能準(zhǔn)確可靠地控制電池的充電狀態(tài),目前快速充電器中通常采用的是包括了時(shí)間控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí),規(guī)定的最高溫度值就要偏大一點(diǎn),這樣會(huì)造成過充電,損傷電池。電池的溫度可以通過與電池在一起的溫度傳感器件來檢測,再反饋給單片機(jī)。 溫度控制為了不損壞電池,電池溫度過低時(shí)不能馬上開始快速充電；電池充足電后,充入的電量都消耗在電池中,電池的溫度會(huì)很快上升。該控制方法較簡單,但由于電池的起始充電狀態(tài)不會(huì)完全一樣,有的電池充不足,有的電池過充電,又由于充電時(shí)間是固定的,因此不能依據(jù)電池充電前的狀態(tài)來自動(dòng)調(diào)整。充電過程中,達(dá)到預(yù)定的充電時(shí)間后,定時(shí)器會(huì)發(fā)出信號(hào),使充電器立即停止充電或充電電流馬上降低至浮充電電流。 定時(shí)控制通常用在單片機(jī)控制的恒流充電模式中。這樣,會(huì)導(dǎo)致電池壽命減小,也會(huì)使電池受到損壞。該控制方法的缺點(diǎn)是: 電池充電最高電壓會(huì)隨著環(huán)境溫度、充電速率而改變,所以,最高檢測電壓必須使用一定的溫度補(bǔ)償,并且還要根據(jù)充電速率加以正確的修正。 最高電壓控制當(dāng)電池電壓達(dá)到最大值時(shí),電池則充足電。所以,為了保證電池能充足電又不過充電,須使用單片機(jī)采取一定的方法來控制充電的停充等問題。 單片機(jī)充電終止條件控制方法利用單片機(jī)對(duì)蓄電池充足電后,電池的溫度與內(nèi)壓都會(huì)迅速上升,同時(shí)電池的端電壓也會(huì)開始下降,出現(xiàn)電壓負(fù)增量。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、維修方便、成本低。其中控制電路的核心采用80C196KB單片機(jī)芯片,具有高度的集成度。鉛酸蓄電池組充電電源充電控制系統(tǒng)CPUI/O設(shè)備圖1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖 控制電路部分是一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制系統(tǒng),包括了對(duì)電池溫度、電池兩端電壓、充電電流等參數(shù)的監(jiān)測,對(duì)收集信息的分析與計(jì)算處理,對(duì)充電機(jī)工作參數(shù)的設(shè)置與顯示等。除此之外,工作頻率的提高還有利于控制性能的提高。通常把采用“交流一直流一交流一直流”這種電路的裝置稱為開關(guān)電源。本充電系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)原理框圖如圖1所示,它包括提供充電的電源和作為管理中心的控制系統(tǒng)。在整個(gè)充電時(shí)期內(nèi),一直適時(shí)地采取去極化措施,以避免了蓄電池在充電過程中產(chǎn)生大量氣體和溫升過高的問題,從而達(dá)到大大縮短充電時(shí)間和提高充電效率的目的,因而能夠比一般的充電方法更快地進(jìn)行充電。系統(tǒng)所需求的充電方法,一方面要求能夠最大程度地加快蓄電池的化學(xué)反應(yīng)速率,縮短蓄電池達(dá)到滿充狀態(tài)的時(shí)間,使其充電速度達(dá)到最大的提；另一方面,要維持蓄電池負(fù)極的吸收能力,使其負(fù)極可以跟得上正極氧氣產(chǎn)生的速度,以避免電池的極化現(xiàn)象。之后轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài),使電池電量完全恢復(fù),即達(dá)到額定容量。,如恒流充電、脈動(dòng)浮充等。3 基本方案 總設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用的是先組建多個(gè)功能模塊分析然后組合的方式來實(shí)現(xiàn)方案。U等充電曲線方式[9],充電方式更科學(xué)、合理,從而很大程度的提高了蓄電池的使用壽命,大大地減小了維護(hù)成本,簡化了充電的過程,解放了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,市場前景非常廣闊。但是相對(duì)于相控電源來講,它的價(jià)格高,而且功率器件的發(fā)熱量也較高,因此,在電力系統(tǒng)中的大功率場合,相控式的充電器依然占有較大比重。第一個(gè)發(fā)展方向是對(duì)開關(guān)電源的核心單元控制電路實(shí)現(xiàn)集成化。開關(guān)電源被譽(yù)為高效節(jié)能電源,它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向,現(xiàn)己成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。 線 性 電 源 的 功 率 調(diào) 整 管 總 是 工 作 在 放 大 區(qū) , 流 過 的 電 流 是 連 續(xù) 的 。 目 前 相 控 電 源 己 經(jīng) 有 逐 步 被 淘 汰 的 趨 勢 。相 控 電 源 是 比 較 傳 統(tǒng) 的 電 源 , 它 是 將 市 電 直 接 經(jīng) 過 整 流 濾 波 后 輸 出 直 流 , 再 通 過 改 變 晶 閘 管 的 導(dǎo) 通 相 位 角 , 來 控 制 整 流 器 的 輸 出 電 壓 。 目 前 市 場 上 使 用 最 廣 泛 的 仍 然 是 三 階 段 充 電 方 法 [8]。智 能 充 電 方 法 由 充 電 系 統(tǒng) 、 智 能 控 制 回 路 和 蓄 電 池 組 成 , 將 檢 測 到 的 蓄 電 池 的 充 電 電 壓 與 充 電 電 流 送 到 控 制 模 塊 根 據(jù) 蓄 電 池 可 接 受 充 電 電 流 曲 線 動(dòng) 態(tài) 調(diào) 整 充 電 電 流 , 使 蓄 電 池 在 析 氣 最 小 的 情 況 下 充 電 , 既 能 延 長 蓄 電 的 壽 命 也 能 縮 短 充 電 時(shí) 間 。它有效的防止了恒流充電法和恒壓充電法中所存在的問題,實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單,是目前應(yīng)用最為廣泛的充電方法。針對(duì)傳統(tǒng)充電方法充電時(shí)間長,不安全等缺點(diǎn),國內(nèi)提出了一些新的快速充電 方 法 , 比 如 有 分 級(jí) 定 電 流 充 電 法 、 變 電 流 間 歇 充 電 方 法等,這些方法都是在傳統(tǒng) 充 電 方 法 上 的 改 進(jìn) , 以 滿 足 馬 斯 提 出 的 鉛 酸 蓄 電 池 最佳充電曲線。該充電方法優(yōu)點(diǎn)是: 技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡易,基本可以滿足充電需求,成本低。這兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓便是第2階段的恒電壓。2階段充電方法: 使用恒電流與恒電壓相結(jié)合的快速充電方法。通過了對(duì)恒壓充電與恒流充電2種方法的改進(jìn),產(chǎn)生了一種傳統(tǒng)的充電方法: 分段式充電方法。 受到現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)的局限,我們采用規(guī)格為6V、。電動(dòng)車動(dòng)力電池與一般啟動(dòng)用電池不同,它以較長時(shí)間中等電流持續(xù)放電為主,間或以大電流放電,用于起動(dòng)、加速或者爬波。一個(gè)性能優(yōu)良的充電器要解決一系列理論問題,例如,防止或盡量減少極化效應(yīng)；防止出現(xiàn)熱失控,防止或盡量減少失水效應(yīng)；防止充電所形成的不可逆鹽化,等等。 項(xiàng)目可行性電動(dòng)車的開發(fā)在全球范圍內(nèi)未能深入展開,其中,最重要也是最困難的一個(gè)問題是“充電”問題,主要是指充電模式和參數(shù)。蓄電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源而成為電動(dòng)車發(fā)展的關(guān)鍵,蓄電池的性能決定了電動(dòng)車的性能指標(biāo),其能量密度決定了電動(dòng)車一次充電的續(xù)駛里程,其功率密度則決定了電動(dòng)汽車的加速性能和最高車速。電動(dòng)車作為具有零排放優(yōu)點(diǎn)的“綠色”交通工具成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn),而蓄電池及電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車發(fā)展的“瓶頸”。與此同時(shí)汽車排放出大量的有害氣體,嚴(yán)重地污染了人類賴以生存的自然環(huán)境,給人類生存造成了嚴(yán)重的危害[5]。但是另一方面,汽車在造福于人類的同時(shí),也帶來了很大的弊端地球上有限的石油資源被大量消耗,而這些資源同時(shí)又是重要的、不可再生的,作為燃料直接燃燒掉是極大的浪費(fèi)。所以,世界許多國家皆在燃