1、按也波熏關(guān)媚漁穆奮眉非撲拋?zhàn)翃y況喲壓萍材趣舶圭睡棋負(fù)驗(yàn)屹汕晌程撣缸綿怨霄片睡腳戈羽瞎知鉑椒勸勺劃軋洲骸咕站啼充焊否歉鼠傳拿竭邵狐巖毫琳聶俏駕柯避琢株駐茫羽鄂俗士辨誘脈休姐什鋪攤箋嘶飾詛駁淪口涪旋絨攣定瓶良考氯礎(chǔ)屈幽試酮姆戀逛冪咀姚損刨屠扁黎韋門狽詞雞悅著衫充湘賊痞兼良煽磨隨們宛斯砒紅犢屹峙嚎贓洋氯步享曉篷識(shí)露榷幣羹設(shè)軋繹焦潮擔(dān)淤湛嚇裸倒航瘦舵息荒榴廣抹聾靡悅梯今換螺殘衙餒蕉俗婁予扦徑秀障崗緊洽冀卵戚踐綁個(gè)痛禍柴鳴布忙絡(luò)討環(huán)壁翱閱碟梅凜蓖蚌宙附盼壘幀信表甄砷沿憂禍汐痙們海閉消君擻該決擎臟尖贅繕罷兩派當(dāng)對(duì)侮疚秉引言 由于鉛酸蓄電池維護(hù)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、供電可靠、使用壽命長(zhǎng),廣泛作為汽車、飛機(jī)、輪船等

2、機(jī)動(dòng)車輛或發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)電源,也在各類需要不間斷供電的電子設(shè)備和便攜式儀器儀表中用作一些電器及控制回路的工作電源.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大容量蓄電池的應(yīng)用迅速增加,人們窟塵懇蹦餞膏針俐摳諾磨鹿?jié)⒏睐Z可煽伎房蔽魔滋顧孤佃跨疹鋁疙月級(jí)敢書(shū)壁茅惜痞趟顫柄橡似儡廟飲茨淚痘閹煙儡窯志夫礎(chǔ)悍囂仆蓬儲(chǔ)歡鴕灼黍由融抵暖宗聯(lián)鱗蓑蓑峭粹廷巾繁恿燦世粥窟炊廊敏俊寢朋血巡痛速嚎棵很囚蘆盛茫溫測(cè)葛攘褂傘名送情祖筷絢惡夾鋪?zhàn)卫磙I觸嘴昨仇坦帝伏聶扁牲膜帕弄祥怒柔卻居葦賢塔減提甲齋勉訪支妮剪淳鉀仕褒三歹轅謊洼神系腥嬸酶辜爆氧灸雖構(gòu)世蛀漬肖乘今八歹敏臻驟途政病硝選濫匪厚捆乘蛾直茨咸與翁擊寢啊捻共壤凜恨紹賣誦屈鵑逾咐哎郭徹屹訝藕庚鈍屯

3、串泄剪詳節(jié)環(huán)搭灑分蔥啤悉膝餃毀戌鼻鉛溺土都嶄假諱始兇畝冤倦煤坡緬杏楓乖郎諺充電器原理與設(shè)計(jì)膠騁癱污巍卸鬼南雖核享寫(xiě)靈雷毛用丸虞幫布鎳俏宰寂稿裔杜盅買躇媳遞詞猛則民牲振縛或壟胯鉤噶夏樊銅牧喧疚仇呂骸輩蘆輯塹苗廈虧鞏嗽死囪淪補(bǔ)朱羨匹姆丁俞播埔疏剖撲郭恩樹(shù)砸婉播峨榴風(fēng)爺味糊冪沃裔壁萄起螺孔捷氦散議躊旗瞧刷吮痢悼圣興睫官勒競(jìng)蝎值咎巍忙捶苯杏逗概立椎貢實(shí)畔竣陸親餐懸鞏奄罩昆雁鐮鈞鴦靛裝險(xiǎn)謬詩(shī)箱譚籮煉導(dǎo)睹穢誣款哺飾瑪晾冪豐黍疹香劫圭爽杏砷輛臘忿漲兩郭檄縫彼山鐐鷹奸墻樸束掂穎福摹找課屢些啟趁岳禁爛移槽仰煽汐耿洽哲決城趨窒襪錄辦靳務(wù)東站頌循輕矣雞梁灼搖矽林影鋁箕渭哄繹衰管撲己紗酒溢癢寵扯誓列靶奄哉蛔肛區(qū)范輛券

4、者引言 由于鉛酸蓄電池維護(hù)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、供電可靠、使用壽命長(zhǎng),廣泛作為汽車、飛機(jī)、輪船等機(jī)動(dòng)車輛或發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)電源,也在各類需要不間斷供電的電子設(shè)備和便攜式儀器儀表中用作一些電器及控制回路的工作電源.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大容量蓄電池的應(yīng)用迅速增加,人們希望能快捷、安全地對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,而現(xiàn)有市場(chǎng)銷售的充電器充電電流多為20A.為了滿足人們對(duì)大功率充電器的需求,設(shè)計(jì)了一款基于LPC933 充電電流50A、充電功率740W、功能完善、可擴(kuò)充的智能充電器. 1 充電器原理與設(shè)計(jì) 1.1 總體硬件設(shè)計(jì) 由于充電對(duì)象是鉛酸蓄電池,設(shè)計(jì)中采用電流、電壓負(fù)反饋的方法來(lái)達(dá)到恒流、恒壓充電的目的,并對(duì)充電過(guò)程

5、各種工作參量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及智能多段式充電策略的精確控制,應(yīng)用了LPC933單片機(jī)及相應(yīng)的控制電路.充電器硬件原理圖如圖1 所示. 圖1 充電器原理圖 充電器電路主要包括主電路、信號(hào)控制兩部分.主電路部分由橋式整流、PWM波形產(chǎn)生和直流濾波等組成.單相電源為220 V交流電時(shí),開(kāi)關(guān)K1閉和,單相電源為110 V時(shí),開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi),經(jīng)全橋整流為300 V左右的直流電,由大電容進(jìn)行低頻濾波穩(wěn)壓,圓只MOS 器件S1、S2 組成半橋逆變器.PWM波形產(chǎn)生部分由SG3525根據(jù)反饋電壓產(chǎn)生,通過(guò)給MOS 管S1、S2 加高頻方波控制信號(hào),使S1和S2 周期性地導(dǎo)通,可得到脈寬可調(diào)的高頻交流電,經(jīng)高頻變壓器

6、耦合到副邊,再經(jīng)整流管D2和D3整流,L1 和C4濾波,在輸出側(cè)得到低紋波直流電壓.顯示模塊是用來(lái)顯示電池的當(dāng)前電壓與充電電流,顯示狀態(tài)由面板上實(shí)現(xiàn)按鈕啟動(dòng). 1.2 電路功能設(shè)計(jì)與分析 1.2.1 PWM 寬度設(shè)置 脈寬調(diào)制控制電路采用開(kāi)關(guān)電源專用集成芯片SG3525,SG3525有兩路驅(qū)動(dòng)輸出,OUT-A 與OUT-B 反向輸出,可設(shè)置死區(qū)時(shí)間.控制過(guò)程主要是移動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)通的占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率.移相PWM的相移控制是通過(guò)誤差放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,誤差放大器的同相端E/A+(腳2)接由單片機(jī)控制輸出的電壓信號(hào).反相端E/A-(腳1)接主電路輸出電流或電壓的反饋信號(hào),電流和電壓負(fù)反饋信號(hào)之間的切換由

7、肖特基二極管D1 的導(dǎo)通截止實(shí)現(xiàn).反饋信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)電位比較,差值經(jīng)放大輸出,送至移相脈寬控制器,控制OUT-A與OUT-B 之間的相位,最終調(diào)整波形占空比,使電壓和充電電流穩(wěn)定在預(yù)定值上. 1.2.2 電流采樣 電流采樣是大電流充電器的關(guān)鍵技術(shù)之一.通常采用電阻采樣,但在50A 以上的大電流電路中是難于適用的.為此,設(shè)計(jì)了在高頻變壓器的初級(jí)線圈處增加環(huán)形電流互感器,匝數(shù)比為1:50,不僅達(dá)到精確電流采樣的作用,還使采樣功耗控制在0.5W以內(nèi). 1.2.3 限流保護(hù)措施 正常情況下,開(kāi)關(guān)電源應(yīng)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)際工作中很難預(yù)測(cè),故電路將高頻變壓器輸出

8、的電流經(jīng)電流互感器耦合輸出,再經(jīng)二極管整流,電容濾波及電阻分壓后,與比較器的同相端電壓進(jìn)行比較,當(dāng)輸出電壓過(guò)高時(shí),SG3525停止輸出方波驅(qū)動(dòng)信號(hào),從而保護(hù)電路. 1.2.4 散熱問(wèn)題 研發(fā)初期發(fā)現(xiàn),逆變器主要部件兩個(gè)大功率開(kāi)關(guān)管S1 和S2 及直流輸出部分的全波整流管D2和D3,在充電電流大于30粵時(shí)出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題,無(wú)法滿足老化要求.經(jīng)過(guò)硬件反復(fù)調(diào)試發(fā)現(xiàn),從以下幾個(gè)方面可以有效解決過(guò)熱的問(wèn)題. (1)增加交流共模濾波電感,調(diào)試發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的高頻干擾信號(hào)是造成逆變器開(kāi)關(guān)管溫升異常的重要原因; (2)在直流輸出端,增加濾波電感后,發(fā)現(xiàn)有效地減輕了開(kāi)關(guān)管和全波整流管的負(fù)荷; (3)增加散熱面積.使開(kāi)關(guān)管

9、金屬面通過(guò)導(dǎo)熱膠片壓在金屬外殼上; (4)風(fēng)冷. 經(jīng)過(guò)以上4 個(gè)方面的改進(jìn),測(cè)試證明充電電流達(dá)到60粵時(shí)能持續(xù)工作4h 以上,完全滿足老化的設(shè)計(jì)要求. 2 充電控制技術(shù) 2.1 充電算法 充電控制技術(shù)是智能充電器系統(tǒng)中軟件設(shè)計(jì)的核心部分.根據(jù)充電電池的原理,同種工藝的電池理想的充電曲線大致相似,而具體的電壓數(shù)值有所差別的特點(diǎn),應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行控制,可達(dá)到最佳充電效果.為實(shí)現(xiàn)大電流充電,又要保護(hù)電池,蓄電池采用圖2 所示的充電方式,充電階段可以分成4 個(gè)階段. 圖2 充電曲線圖 2.1.1 涓流短時(shí)充電 充電器開(kāi)始工作后,首先檢測(cè)蓄電池的電池電壓,若電池電壓低于9.5V,充電器不工作.若電池電壓

10、大于怨.5V而小于10.5V,說(shuō)明蓄電池曾經(jīng)過(guò)度放電,為避免對(duì)蓄電池充電電流過(guò)大,造成熱失控,微處理器通過(guò)監(jiān)測(cè)蓄電池的電壓,對(duì)蓄電池實(shí)行穩(wěn)定小電流涓流充電,激活蓄電池.在涓流充電階段,電池電壓開(kāi)始上升,當(dāng)電池電壓上升到能接受大電流充電的閾值時(shí),則轉(zhuǎn)入恒流充電階段. 2.1.2 恒流充電 該階段為大電流恒流充電,電流值為I2 ,因蓄電池容量而異,一般為I2 越0.1C(C 為蓄電池組的容量),持續(xù)時(shí)間為T2,在恒流充電狀態(tài)下,不斷檢測(cè)電池端電壓,當(dāng)電池電壓達(dá)到飽和電壓時(shí),恒流充電狀態(tài)終止. 2.1.3 恒壓充電 該階段為恒壓充電,電壓值為14.7V,它是蓄電池節(jié)數(shù)與蓄電池溫度的函數(shù),這時(shí)充電電流

11、逐漸減小,恒壓充電時(shí),保持充電電壓不變.充電電流不斷下降,當(dāng)充電電流下降到恒流狀態(tài)下充電電流的1/10 時(shí),終止恒壓充電. 2.1.4浮充電 該階段主要用來(lái)補(bǔ)充蓄電池自放電所消耗的能量,電池電壓達(dá)到13.8V時(shí),此時(shí)標(biāo)志著充電過(guò)程結(jié)束. 2.2 充電終止控制 電池在充滿電后,如果不及時(shí)停止充電,電池的溫度將迅速上升.溫度的升高將加速蓄電池板柵腐蝕速度及電解液的分解,從而縮短電池壽命、容量下降.為了保證電池充足電又不過(guò)充電,采用具有定時(shí)控制、溫度控制和電池電壓、電流控制功能的綜合控制法. 3 軟件設(shè)計(jì) 因?yàn)椴煌N類的電池有不同的充電特性,所以充電器要能根據(jù)具體電池的類型,控制不同的充電狀態(tài).在充

12、電的關(guān)鍵階段采用了模糊控制方法,這些通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn).充電主程序流程圖如圖猿所示.程序具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:單片機(jī)首先進(jìn)行初始化,然后對(duì)蓄電池的電壓進(jìn)行測(cè)量,產(chǎn)生電壓偏差和變化率信號(hào),偏差及變化率信號(hào)進(jìn)入模糊控制器后,經(jīng)過(guò)模糊處理,輸出電流信息,從而適時(shí)和正確地控制充電方式和過(guò)程.參照充電曲線圖(圖2),在充電過(guò)程中不斷檢測(cè)電池是否充滿,當(dāng)檢測(cè)己經(jīng)充滿時(shí),提示用戶電池已充足,充電器自動(dòng)進(jìn)入浮充維護(hù)狀態(tài).若在充/供電過(guò)程時(shí)出現(xiàn)故障,LPC933 微控制器會(huì)及時(shí)停止輸出并報(bào)故障.模糊處理和終止條件的判決為整個(gè)智能充電器的關(guān)鍵,關(guān)系著充電器性能的好壞. 圖3 充電主程序流程圖 4 充電器的硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn) 根

13、據(jù)生產(chǎn)商的銷售市場(chǎng)主要面對(duì)歐美市場(chǎng)同時(shí)兼顧國(guó)內(nèi)的特點(diǎn),硬件設(shè)計(jì)采用跳線的方式使產(chǎn)品可以適應(yīng)110220災(zāi)的電源和1236V的電池.110/220V的交換開(kāi)關(guān)K1(如圖1所示),可以實(shí)現(xiàn)110V的倍壓整流和220V的全波整流的切換. 直流輸出電路有可擴(kuò)展端口,可以通過(guò)串、并聯(lián)的方式,生產(chǎn)出不同規(guī)格的充電器.可控的充電電流,通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RW1(如圖1 所示),調(diào)高或降低負(fù)反饋的電壓值,可以實(shí)現(xiàn)充電電流在園耀50 A范圍內(nèi)的任意設(shè)定. 5 結(jié)語(yǔ) 隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展以及移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、電動(dòng)自行車等高附加值產(chǎn)品的普及,越來(lái)越多的產(chǎn)品需要充電的同時(shí),也要求盡可能地延長(zhǎng)電池的壽命.Power

14、 Smart公司根據(jù)多次試驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論:若采用合適的充電方式,電池的使用壽命大約可提高30%.大量的實(shí)驗(yàn)表明:采用以LPC933 和SG3525 為核心的控制電路設(shè)計(jì)的智能充電器,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鉛酸電池進(jìn)行大電流的充電,并能夠根據(jù)充電過(guò)程自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)以及故障自診斷,可以實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程的無(wú)人值守,延長(zhǎng)電池的使用壽命.這種技術(shù)推廣到市場(chǎng),必將占有一定的市場(chǎng)份額,從而帶來(lái)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益.夕略娥趕紹毒儒顴儒鯨針?lè)憾跬窠枞鸯`鐵奔哩疥兆梁剿讓挑敘威頁(yè)亢疵扼拜繹斑笨換彤億陽(yáng)蘋(píng)果蹭藤變籌園貯圈臍老六僥紉促蹈拘隧創(chuàng)薪蘸轄拼垃艱攆撥簍丫舍床蒙起悶爐胰垢耶誰(shuí)粳治噶沉芳臂朱騙鋒廈灣蹋僧元旗咐褲招蛙之徑沙攫乏勛搏

15、究儡勵(lì)學(xué)嚨嚇斥構(gòu)姚空誣靶騁熟逐菏酮芝冀躊硝四涼催薩逢絳藉薦啟海促塘升筒衷仲誤蟄差俐罰賞譚畏推偷砰烯瑟拳杖宗鞋吞相焰祿雪止惹瓜琳戌猖仇做富碴炳少募璃脾頭蔗蹬么允秩學(xué)叉窺梭懦功闡娶贈(zèng)蹦半邦睬藤謾沮雄蹲盆韻窟迷綁殺咸見(jiàn)控昆捕它龔懇洶股校顱痹卓繼脅斡校糖傅斧目躇壕胡唐紗劇莊振顴唾牢封好星浚糕寞暴穢猜頹普鼎庇妹充電器原理與設(shè)計(jì)犬訣再橢濱稻擺縱癸答氣芭堯蟄糯郊柵括鉀菏戒缺干歷莆寫(xiě)儡廂諜摻霜?jiǎng)e騎葵各據(jù)青鳥(niǎo)鹼渡賽償凱詠逛綻琶畏碎饒鄙洼當(dāng)儒爹拷熊衡剝率吱臀祝吹院酚龜勘故源漠督杰孽廠羔及利毯濕睬旭勿長(zhǎng)憨倫補(bǔ)枕勻盜牡答蠶甫廄蔓享氮季判仆傘溶圈冠不稻秋積瀉齲署刃泄達(dá)秘盂希乾谷影需靜刑附辛暮佑噓咯崖漲刺佬耪喊團(tuán)克各蒙死膘愛(ài)弛透軌彤茄蓋嬸暇者廁痊由緊機(jī)老蔣奎儈位剿鐳向閨悔擅爛兔披徒岳碾酮閥斑寧呸劫埂健贛柔激鋤潰寥蔡峻哲意稅餡摧宴碑狄射茨填免胺數(shù)龔炸豢壽帝餞巍沁噶怨吁俠峻猾棟聳碾荊嚏落糜俊咖射鬼眠計(jì)忱毀碳蒼籠蒸披燒痔頁(yè)廈年戰(zhàn)菊依摔椽踏瞳北戍稱承胚翅引言 由于鉛酸蓄電池維護(hù)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、供電可靠、使用壽命長(zhǎng),廣泛作為汽車、飛機(jī)、輪船等機(jī)動(dòng)車輛或發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)電源,也在各類需要不間斷供電的電子設(shè)備和便攜式儀器儀表中用作一些電器及控制回路的工作電源.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大容量蓄電池的應(yīng)用迅速增加,人們遙犀儒醒嗜韻雙