【正文】 10 電動車充電器原理及各元器件作用 充電器原理圖 充電器 PCB 圖 圖 光電耦合器電路符號 圖 電動車充電器原理圖 圖 充電器 PCB圖 電動車電瓶充電器畢業(yè)論文 11 各元器件作用概述 220v 交流電經(jīng) T1雙向濾波抑制干擾， D1— D4的四個整流二極管 整流為脈動直流，再經(jīng) C3濾波形成約 300V左右的直流電 。 IC1為 UC3842脈寬調(diào)制集成電路。其 5腳為 接地端 ， 7腳為電源正極 ； 6腳為脈沖輸出直接驅(qū)動場效應(yīng)管 VT1； 3腳為最大電流限制，調(diào)整 R6的阻值可以調(diào)整充電器的最大電流 ； 2腳為電壓反饋，可以調(diào)節(jié)充電器的輸出電壓 ； 4腳 為 外接振蕩電阻 R9和振蕩電 容 C6。 T2為高頻脈沖變壓器，其作用有三個 ： 第一是把高壓脈沖將壓為低壓脈沖 ； 第二是起到隔離高壓的作用，以防觸電 ； 第三是 為 UC3842提供工作電源。 其中的 D7—D8為高頻整流管 ， C16為低壓濾波電容， D10為穩(wěn)壓二極管 ， IC2(TL431)為精密基準(zhǔn)電壓源，配合 PC1(光耦合器 ) 起到自動調(diào)節(jié)充電器電壓的作用。 LED2是電源指 示燈 。 功能模塊電路設(shè)計 將一個充電器的設(shè)計分解成不同的功能模塊的單獨設(shè)計，不僅能清晰地看清每個電路的構(gòu)造，而且可以將設(shè)計的難度降低，減少錯誤的發(fā)生，更加便于錯誤的查找。 市電濾波電路 市電電壓通過一個 2A 保險管 F1 對電路起到一個保護(hù)作用，隨后為了抑制市電中的對稱性和高頻干擾脈沖需在電路中接入互感線圈 L1，同時并聯(lián)兩個差模電容 C1 和 C2。互感線圈 L1 由一個磁芯和兩個匝數(shù)相同，但繞向相反的繞組組成的，當(dāng)出現(xiàn)共模干擾時，由于兩個線圈的磁通方向相同，經(jīng)過耦合后總電感量迅速增大，因此對共模信號呈 現(xiàn)很大感抗，從而有效抑制干擾信號，感抗的大小與噪聲的頻率成正比，可通過流過共模濾波電感的電流值，查閱有關(guān)手冊獲取共模電感值。而 C1 和 C2 的 電容量越大，濾波效果愈好， 也就是說和電容容量成正比，但同時容量也不能過大，否則不僅會浪費電能，而且容易導(dǎo)致市電過流，所以要根據(jù) 差模信號頻率的大小 來選取 ， 一般選取 C1=C2=100nF。 市電電壓整流濾波和限流電路 經(jīng)過市電濾波電路濾波后的市電電壓通過整流二極管 D1—D4 全橋整流后，以及濾波電容 C3 濾波后獲得 300V 左右的直流電壓為后面的開關(guān) 電源供電。通過查找二極管的參數(shù)可以了解到 IN5399 的最高反向峰值電壓為 1000V，平均整流電流為 5A，最大峰值浪涌電流一般為 ，最大反向漏電流為 5A，通過比較后發(fā)現(xiàn)較符合作為開關(guān)電源的高速整流用。而濾波電容的容值大小的選取運算如下：對于整流濾波電路，假設(shè)在電路圖的輸出端 C3并聯(lián)電阻 R，并且 I 為流過電阻 R的電流，大小為 200mA， U為電阻 R兩端的電壓為 300V，則計算結(jié)果為： 圖 市電濾波電路 電動車電瓶充電器畢業(yè)論文 12 負(fù)載電阻： ? ?????? 為了得到平滑的負(fù)載電壓： ? ?3 ??????? TTRC? 由此得到濾波電容： ? ?F2715000 . 0 4R0 . 0 4C ???? 若考慮電網(wǎng)電壓波動 %10? ，則電容器承受的最高電壓為： ? ? cm ??? 根據(jù)上面的計算過程應(yīng)選用標(biāo)稱為 47 F? /400V 啟動和供電電路 開關(guān)電源分為自激式開關(guān)電源和他激式開關(guān)電源兩種，其主要區(qū)別在于自激式開關(guān)電源是由電阻和電容限流組成的，而他激式開關(guān)電源是通過電源 IC 來啟動 。這里選取他激式開關(guān)電源，這樣更便于對充電過程進(jìn)行智能控制。 由市電電壓變換電路產(chǎn)生的 300V 電壓經(jīng) R5 限流，降壓后，對電源控制芯片或電源厚膜電路 IC1 供電端 Vcc 外接的濾波電容 C10 充電，當(dāng) C10 兩端電壓達(dá)到 IC1 內(nèi)啟動電路的啟動閥值后， IC1內(nèi)的啟動電路開始工作并使基準(zhǔn)電壓發(fā)生器輸出電壓，為振蕩器等電路供電，實現(xiàn)開關(guān)電源的啟動。由于本次設(shè)計中的電源 IC 選用的是 UC3842，所以其啟動電壓為 16V，耗電量為 1mA以下，所以由此可以得到： 限流，降壓電阻 R5： ? ????? ??? KR 1421012 16300 35 電阻 R5 所消耗的功率： ? ? ? ? 52 ??? 所以電阻 R5 可以選取的規(guī)格為 150 ?K /1W。 濾波電容的選取需根據(jù)其 ESR 值來計算，首先紋波電流一般選取輸出電流的 25%： 圖 整流濾波電路 電動車電瓶充電器畢業(yè)論文 13 ? ? 43 ?? ????? 紋波電壓一般為輸出電壓的 %左右： ? ? 23 ?? ????? 濾波電容： ? ?FC ?26 i 2410 ???? ????? ?? ? ? cm ??? 所 以電容 C10 可以選取的規(guī)格為 47 F? /50V。 振蕩電路 當(dāng) UC3842 啟動后， UC3842 的 8 腳會輸出 ，但同時會夾帶著高頻脈沖信號，這些脈沖信號會影響振蕩電路的正常工作，必須濾除，而容值越低對于高頻信號的濾除效果越好，所以接入一個低容值的濾波電容 C5=10nF 就可以很好的達(dá)到濾除效果。隨后濾除了高頻信號的 5V 電壓通過定時元件 R9 對 C6 進(jìn)行充電隨著充電的不斷的進(jìn)行，使得 C6 兩端電壓逐漸升高達(dá)到一定值 Vt(約 )時，使 UC3842 中的內(nèi)部 OSC 振蕩器中的比較器翻轉(zhuǎn)，同時為 C6 提供放電回路，使 C6兩端電壓迅速下降，當(dāng) C6 兩端電壓低于一定值 Vd（約 ）時，比較器再次觸發(fā)翻轉(zhuǎn)， C6 又通過 R9 進(jìn)行充電，于是在 C6 兩端就形成了 Vd 到 Vt 變化的鋸齒波脈沖，而重復(fù)以上過程就能使得 UC3842 內(nèi)部 OSC振蕩器輸出矩形振蕩脈沖信號。通過查取 UC3842 的 Data Sheet（芯片的數(shù)據(jù)手冊）可以得到，一般選取 R9=10 ?K ， C6=，因為盡管許多的 R 和 C 值都可 以產(chǎn)生相同的振蕩器頻率，但只有一組可以得到在給定頻率下的特定輸出靜區(qū)時間，從而對輸出信號進(jìn)行穩(wěn)定的控制。而在實際電路的電路中，如圖 中還添加了一個電容 C8 和電阻 R8， C8 主要的作用是完全的濾除高頻干擾，防止對振蕩信號的影響，而容量越小，濾除高頻干擾的效果也就越好，一圖 他激式開關(guān)電源啟動電路 電動車電瓶充電器畢業(yè)論文 14 般取為 1nF。而 R8 主要是起到一個泄放電荷的作用，防止電容的損壞，一般取為 ? 。所以可以得到： UC3842 工作頻率： ? ? 9469 KCRF ?????? ? 開關(guān)管激勵電路 首先參見圖 的 UC3842 內(nèi)部方框圖，再根據(jù)圖 ，這樣就可以了解到 UC3842 構(gòu)成的開關(guān)管激勵電路的整個過程。他激式開關(guān)電源典型的激勵電路多以RS 觸發(fā)器為核心構(gòu)成。當(dāng)芯片 UC3842 內(nèi)的振蕩器工作后，在圖 的電路中產(chǎn)生的矩形振蕩脈沖送到觸發(fā)器的 S 端。當(dāng) S端輸入的脈沖信號為低電平，觸發(fā)器的 Q 端為高電平， Q端為低電平時，推挽放大器的 Q2 截止， Q1 導(dǎo)通，經(jīng) Q1 放大后的高電平激勵脈沖由 6腳輸出，通過 R4 使開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通。 VT1 導(dǎo)通后， 300V電壓通過開關(guān)變壓器 T1的初級繞組，VT1 的 D/S級， R6 到地構(gòu)成導(dǎo)通回路，回路中的電流不僅使 T1 存儲能量，而且在 R6兩端建立取樣電壓。該電壓經(jīng) R7 對 C7 充電， C7 兩端電壓經(jīng) 3 腳送到電流比較器的同相輸入端。同時當(dāng) C7兩端電壓使電流比較器的同相輸入端電壓超過其反相輸入端電壓后，電流比較器輸出高電平，使觸發(fā)器 R 端為低電平，于是觸發(fā)器輸出端 Q端為高電平， Q 端為低電平。 Q端為低電平后致使 C7 兩端的電壓泄放。而 Q 端為低電平后使 Q1 截止， Q2 導(dǎo)通，致使開關(guān)管 VT1 截止，以免 VT1 因存儲效應(yīng)不能及時截止，因功耗大而損壞。開關(guān)管截止期間， T1次級繞組產(chǎn)生的脈沖電壓通過整流濾波電路獲得直流電壓，為相應(yīng)的負(fù)載供電。當(dāng)振蕩脈沖為低電平時該狀態(tài)不變，直至下一個振蕩周期振蕩脈沖再次為高電平， RS觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)，重復(fù)以上過程， RS 觸發(fā)器輸出 PWM 矩形脈沖。該脈沖從芯片 6腳輸出后，驅(qū)動開關(guān)管 VT1工作在開關(guān)狀態(tài)。