开关电源之电瓶车充电器设计

开关电源之电瓶车充电器 本科生#毕业#(设计) 题 目: 专业代码: 作者姓名: 学 号: 单 位: 指导教师: 60V三段式智能电池充电器设计 080604 周乐平 2007201076 物理科学与信息工程 学院 于会山 2011年 5 月26 日 聊城大学本科毕业(设计) 目录 摘 要 ........................................................................................................................ ............................. I ABSTRACT ............................................................................................................. ........................... II 1 前 言 ........................................................................................................................ ....................... 1 2 充电器原 理 .................................................................................................................................... 2 2.1铅酸蓄电池的充电以及放电特 性 .................................................................................................... 2 2.2充电器的工作原 理 ........................................................................................................................... 3 3 本设计的硬件设 计 ....................................................................................................................... 4 3.1使用芯片介 绍 .................................................................................................................................. 4 3.2电路总体设 计 .................................................................................................................................. 9 3.3本设计的硬件工作原 理 ................................................................................................................. 10 3.4本设计的硬件主要工作原理图及实 现 .......................................................................................... 12 4三段式电池充电器设计的优 点 ............................................................................................... 15 4.1设计可实现的功 能 ......................................................................................................................... 15 4.2设计的主要技术创新 点 ................................................................................................................. 16 总 结 ................................................................................................................................................. 17 参考文 献 .......................................................................................................................................... 18 致 谢 ................................................................................................................................................. 19 I 聊城大学本科毕业(设计) 摘 要 该设计公开了一种通用型快速智能充电器，其主要由电池检测模 块、充电参数调整与动态控制模块、综合控制检测模块、充电模块和指示 模块构成。该充电器采用KA3842、LM358为控制单元，将蓄电池的预充电 控制、快速充电控制、补充充电控制和涓流充电控制四个过程集于一体， 完成对充电执行电路的全过程控制，能极大改善充电水平，从而有效提高 电池的实际使用寿命。自动识别不同种类的电池，根据其最佳充电曲线自 动对控制器里的充电程序进行相应的调整，完成对不同类型的蓄电池充电。 关键词:智能充电器;预充电控制;快速充电控制;补充充电控制; 涓流充电控制。 I 聊城大学本科毕业(设计) Abstract The present invention discloses a universal quick smart charger, the main analysis module by the battery detection, charge parameter adjustment and dynamic control module, integrated control detection module, charge module and instruction module. The charger uses KA3842, LM358 for the control unit, the battery of pre-charge control, fast charge control, supplementary trickle charge control and charge control process set in one of four to complete the implementation of the charging control circuit of the whole process, can greatly improve the level of charge, thus effectively improving the actual battery life. Automatic identification of different types of batteries, according to its optimum charging curve automatically charge the controller to adjust procedures accordingly to complete the different types of battery charging. Key words: intelligent charger; pre-charge control; fast charge control; added charge control; trickle charge control . II 聊城大学本科毕业(设计) 1 前 言 电动车以其方便，快捷，环保，经济，实用的特点，获得人们的青睐，越来越多的人选择电动车作为代步工具，电动车也被人们认为是21世纪的绿色工程，同时它的出现也将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。 电动车核心部件中的电动机，控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟，而另两大部件蓄电池，充电器的发展还不能满足电动车的要求，有一些理论和技术问题还有待攻关，现已成为影响电动车发展的瓶颈。目前电动车使用的电池主要由铅酸蓄电池，镍—金属氢化物蓄电池，锂离子蓄电池，燃料电池等，其中铅酸蓄电池以其价格低廉，来源丰富，技术和制造工艺较成熟，电池容量大，跟随负荷输出特性好，无记忆效应等优势成为电动车目前主要采用的电池种类。近年来铅酸蓄电池自身的技术有了不小的进步，比如全密封免维修铅酸蓄电池的出现还有铅酸蓄电池广泛应用于国防，通信，铁路，交通工农业生产部门等，但作为其能量再次补充的充电器却发展缓慢，充电时间过长，充电电流调整不好，充电器输出电压不足等等原因导致蓄电池的使用寿命大大地缩短，严重的制约着电动车的发展。一般人们都是在蓄电池的电量全部使用完之后再对其进行充电，但这样的结果却容易导致充电器的过充而损坏，致使蓄电池过早地报废而污染环境，要知道每年报废的蓄电池的数量是十分恐怖的。现在全世界都在宣传低碳生活，如果使用智能式充电器就能起到节约能量消耗，增加蓄电池的使用寿命，不仅是对于电动车也是对地球的一种保护。而且 最近几年许多新闻报道中都有使用者因为使用不当，比如蓄电池的反接或者先将充电器与市电相连再与蓄电池相接，这些都会危及到使用者的生命安全和蓄电池的完好，所以我们需要一种更安全更环保的充电器，这定将是未来充电器的发展方向。于是我们根据时代的发展及要求设计了一款目前市场充电器流行使用的，也是技术较成熟的一种设计，采用UC3842驱动场效应管的单管开关电源配合LM358设计的三段式智能充电器。该充电器虽然存在维修难度大，功率小等缺点，但它具有体积小，重量轻，效率高，适应市电输入范围宽，安全可靠等优点，所以开关电源式充电器相对于变压器式充电器和可控硅式充电器来说将会是今后电动车充电器的发展方向，我也相信随着科学技术的不断进步，电动车以及电动汽车的也会有更加美好的未来。 1 聊城大学本科毕业(设计) 2 充电器原理 2.1铅酸蓄电池的充电以及放电特性 所谓蓄电池即是储存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。而铅酸蓄电池是通过阳极的PbO2以及阴极的Pb浸到电解液(稀硫酸)中发生化学反应来进行充电和放电的。当铅酸蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴，阳极板上的活性物质产生反应，生成新化合物硫酸铅，在此过程中会产生自由电子，从而产生电流。而由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸，铅及过氧化铅，因此电池内电解液的浓度逐渐增加，亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到 放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两级的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束。 铅酸蓄电池的典型放电曲线特性是以一个单体蓄电池为例，采用1/20放电进行分析的，蓄电池端电压根据各极板间硫酸密度的变化规律分为三个阶段:开始放电阶段，相对稳定阶段和迅速下降阶段，其放电曲线如图2.1所示。 铅酸蓄电池的典型充电特性曲线如图2.2所示，通常是以恒流充电进行分析。其充电特性仍然可以归纳为三个阶段来阐述:开始充电阶段，相对稳定阶段以及迅速上升阶段。 图2.1 铅酸蓄电池放电特性曲线 图2.2 铅酸蓄电池充电特性曲线 2 聊城大学本科毕业(设计) 2.2充电器的工作原理 电动车充电器常用的充电方式一般分为二段式充电模式和三段式充电模式两种。其中的二段式充电是指先恒压充电，充电电流随蓄电池电压的上升逐渐减小，等蓄电池的电量补充到一定程度以后，电压会上升到充电器的设定值，随后进入涓流的浮充状态。而对于三段式将在后面具体介绍。 1、恒流充电 恒流充电，又叫定电流充电法，在整个充电过程中，始终保持充电电流恒定不变。在充电过程中，由于蓄电池的段电压逐渐升高，为了保持充电电流的恒定，必须相应提高充电电压。采用恒流充电法，可以将不同容 量的蓄电池串联在一起进行充电。但是各个蓄电池的容量应当尽可能相同，否则应当以容量最小的蓄电池计算充电电流，当小蓄电池充足之后，应当及时摘除，再继续给大容量蓄电池充电。 恒流充电法的优点是可以任意选择充电电流，有益于延长蓄电池的使用寿命。缺点是充电时间长，并且需要经常调整充电电流。 2、恒压充电 恒压充电又叫定电压充电法，在充电过程中，始终保持一个恒定的充电电压，绝大多数汽车都采用这种充电方法对车载蓄电池进行充电。充电初期，由于蓄电池的端电压较低，充电器与蓄电池的电压差较大，所以充电电流也大。随着充电的进行，蓄电池端电压逐渐上升，充电器与蓄电池的电压差也减小，所以充电电流减小。如果充电器输出电压不足，则充电很短时间就导致充电电流下降为零，过早地结束了充电，长期如此，势必导致蓄电池长期充电不足，容量下降，寿命缩短。如果充电器输出电压过高，充电电流将显著增大，即使蓄电池已经充足电，但端电压仍然低于充电器的输出电压，充电电流仍然纯在，充电始终在进行，势必导致蓄电池过充电，加快电解液的消耗，使用寿命缩短。 3、三段式充电 三段式充电与二段式充电的不同之处在于其第一个阶段为恒流充电阶段，充电器先以恒流对蓄电池快速充电，随着蓄电池存储能量的升高，充电电流减小，被充电控制电路检测后充电器自动转入第二个阶段恒压充电，继续为蓄电池补充能量，电压上升的幅度较小并且速度放慢，直到电压稳定。当充电电流小于300mA的转折电流后自动转为涓流充电，以补偿 蓄电池的自放电电流，并起到保养蓄电池的作用。 3 聊城大学本科毕业(设计) 本设计主要是针对60V的充电器，对于三段式充电器的三个主要参数的要求是相当严格的: 涓流阶段的参考电压值: 涓流阶段的参考电压值一般为71.0V左右，不能大于或小于该参考值。该值高容易导致电池失水，会引起蓄电池发热变形;该值低不仅充电速度慢，而且不利于蓄电池充足电。因此，这个参数极为重要，只有满足这个参数要求才能延长蓄电池的使用寿命。 恒压阶段的参考电压值: 恒压阶段的参考电压值为73.9V左右，此值高有利于快速充足电，但容易造成蓄电池失水，充电后期不能使电流降下来，容易导致蓄电池发热变形;此值低则蓄电池快速充电的时间短，延长了蓄电池充足电的时间，但有利于向涓流阶段转换。因此，这个也是个重要参数，不能偏离过多。 转换电流: 转换电流的参考值为500mA左右。通常该参考值范围是450—550mA,若此值过高，虽然有利于延长蓄电池的使用寿命，但增加了充电时间，但不能低于400mA。若此值低，虽有利于充足电并缩短充电时间，但会导致恒压充电时间过长，容易引起蓄电池失水，降低蓄电池的使用寿命。当个别蓄电池出现问题，使充电电流不能降为转折电流时，会损坏同组其他蓄电池。 注意事项: 充电时要注意的事项:一是在通风良好的环境下进行，以免温度过高给充电器和蓄电池带来危害，影响三段式充电过程;二是充电过程中如果闻到异味或充电器外壳温度过高，应立即停止充电，对充电器进行检修或更换;三是不要让金属和水等导电物质进入充电器内部，以免充电器内部的电子元器件被短路损坏。 3 本设计的硬件设计 3.1使用芯片介绍 电动车的充电器随着时代的发展，体积越来越小，重量越来越轻，效率越来越高， 4 聊城大学本科毕业(设计) 安全度也逐步提升的主要原因在于集成芯片的发展和使用。将更多的功能集成于一块芯片上，这将是未来电子技术发展的必然趋势，我相信随着集成芯片的不断发展，充电器的发展也会步入一个崭新的时代。 1、UC3842单管开关电源 UC3842属于单端输出脉宽控制芯片，它是一种高性能的固定频率电流型控制电路，广泛应用在隔离式单端开关电源设计以及直流—直流电源变换器中。它主要的优点是外界元件少，结构简单，成本低。它的内部电路包括如下性能:一是可调整的充放电振荡器，可精确的控制占空比;二是采用电流型控制，并可在500KHz高频状态下工作;三是误差放大器具有自动补偿功能;四是带锁定的PWM控制电路，可进行逐个脉冲的电流 控制;五是具有内部可调整参考电压，具有欠压保护锁定功能;六是采用图腾柱输出电路，提供大电流输出，输出电流可达到?1A;七是可直接驱动场效应管或双晶体管。 UC3842的内部由启动电路，振荡电路，基准电压发生器，PWM特制电路，驱动电路等构成。其各引脚功能如下: 1脚COMP是内部误差放大器的输出端，通常此脚与2脚之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。 2脚VFB是反馈电压输入端(内部误差放大器反相输入端)，此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压(一般为+2.5V)进行比较，产生控制电压，控制脉冲的宽度。 3脚ISENSE是电流传感端又可定义为充电电流控制端。在外围电路中，在功率开关管(如VMos管)的源极串接一个小阻值的取样电阻，将脉冲变压器的电流转换成电压，此电压送入3 脚，控制脉宽。此外，当电源电压异常时，功率开关管的电流增大，当取样电阻上的电压超过1V时，UC3842就停止输出，有效地保护了功率开关管。 4脚RT/CT是外接振荡器定时端。锯齿波振荡器外接定时电容C和定时电阻R的公共端。 5脚GND是接地。 6脚OUT是驱动脉冲输出端，此脚为图滕柱式输出，驱动能力是?lA。这种图腾柱结构对被驱动的功率管的关断有利，因为当三极管VTl截止时，VT2导通，为功率管关断时提供了低阻抗的反向抽取电流回路，加速功率管的关断。 7脚Vcc是电源。当供电电压低于 ，16V时，UC3824不工作，此时耗电在1mA以 5 聊城大学本科毕业(设计) 下。输入电压可以通过一个大阻值电阻从高压降压获得。芯片工作后，输入电压可在+10,+30V之间波动，低于+10V停止工作。工作时耗电约为15mA，此电流可通过反馈电阻提供。 8脚VREF是5V基准电压输出，可输出精确的+5V基准电压，电流可达50mA。 图3.1 UC3842引脚图 图3.2 UC3842内部构成方框图 2、LM358双运算放大器 LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358有以下特性:一是内部频率补偿;二是直流电压增益高(约100dB);三是单位增益频带宽(约1MHz);四是电源电压范围宽:单电源(3—30V);五是双电源(?1.5 一?15V);六是低功耗电流，适合于电池供电、低输入偏流;七是低输入失调电压和失调电流;八是共模输入电压范围宽，包括接地;九是差模输入电压范围宽，等于电源电压范围;十是输出电压摆幅大(0 至 Vcc-1.5V) 6 聊城大学本科毕业(设计) 图3.3 LM358内部构成方框图 3、TL431集成电路误差放大器 TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf(2.5V)到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替齐纳二极管，例如数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。如图3.4是该器件的符号和引脚图，其3个引脚分别为:阴极，阳极和参考端。 TL431是一种并联稳压集成电路，因其性能好，价格低，因此广泛应用在各种电源电路中。其主要参数为:最大输入电压为37V;最大工作电流150mA;内基准电压为 2.5V;输出电压范围为2.5—30V。 而TL431的具体功能可以用图3.6示意。由图可以看到VI是一个内部的2.5V的基准源，接在运放的反向输入端。由运放的特性可知，只有当REF端(同向端)的电压非常接近VI(2.5V)时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管的电流将从1到100mA变化。在此次的设计中如果TL431异常时，将不能控制输出电流，从而会产生开关电源输出电压升高的故障;而如果其产生漏电的时候，会产生开关电源输出电压低的故障，所以其对电路的影响非常大。 7 聊城大学本科毕业(设计) 图3.5 TL431内部电路简图 图3.6 TL431功能模块图 图3.4 TL431的封装和电路符号以及引脚图 4、EL817光电耦合器 光电耦合器由一只发光管和一只光敏管构成，主要应用在组成开关电路，逻辑电 路，隔离耦合电路，高压稳压电路等。当光电耦合器输入端的发光管流过导通电流后 开始发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后， 因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电—光—电的转换。 光电耦合器包含如下工作特性:共模抑制比很高:在光电耦合器内部，但由于发光管 和受光管之间的耦合电容很小的(2pF以内)所以共模输入电压通过极间耦合电容对 输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。 输出特性:光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下，光敏管所加偏置 电压VCE与输出电流IC之间的关系，当IF=0时，发光二极管不发光，此时的光 敏晶体管集电极输出电流称为暗电流，一般很小。当IF>0时，在一定的IF作用下， 所对应的IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系，用 半导体管特性图 示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。 光电耦合器可作为线性耦合器使用:在发光二极管上提供一个偏置电流，再把信 号电压通过电阻耦合到发光二极管上，这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、 减变化的光信号，其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作 8 聊城大学本科毕业(设计) 于开关状态，传输脉冲信号。在传输脉冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入和输出延迟时间相差很大，所以要对每个不同的光电耦合器区别对待。 3.2电路总体设计 新型三段式智能充电器的原理框图如图所示: 图3.7 光电耦合器电路符号 该系统主要由电池检测分析部分、充电部分、充电参数调整与动态控制部分和综合检测控制部分等组成。 1、电池检测分析部分 电池检测分析部分主要完成两方面的工作。一方面检测预充电电池得出参数，控制充电部分工作状态。另一方面，工作在低压充电时识别电池的电压大小为充电部分 9 聊城大学本科毕业(设计) 提供准确参数。 2、充电部分 主 要用于刚开始充电时依据得到的电池检测参数使充电器工作在相应的状态。充电过程中实时检测电池两端充电参数反馈给充电参数调整与动态控制部分，并依据充电参数调整与动态控制部分得到的参数对充电状态进行实时调整，使充电器工作在相应的状态。 3、充电参数调整与动态控制部分 充电参数调整与动态控制部分用来对充电部分得到的参数进行处理，并发出充电器调整工作状态所需的参数。 4、指示部分 对充电器的各工作状态及电池两端电压进行实时指示。 5、综合检测控制部分 本部分为整个充电器工作的核心，进行参数的综合处理，使各个工作模块的工作协调统一。 3.3本设计的硬件工作原理 1、电池检测分析部分 原理框图如图: 图3.9 电池检测部分原理框图 2、充电部分 充电部分由KA3842P、TL431和LM358构成的开关型充电电路构成， 可很好的达到设计目的，充电电流随电池电压的增高而减小，达到一定值时自动停充，有效防止电池的过充、欠充。主要用于刚开始充电时依据得到的电池检测参数使充电器工作在相应的状态。充电过程中实时检测电池两端充电参数反馈给充电参数调整与自动控制部分，并依据充电参数调整与自动控制部分得到的参数对充电状态进行实时调整，使充 10 聊城大学本科毕业(设计) 电器工作在相应的状态。在不同的时间选择对电池进行不同阶段充电(三阶段充电法)。 充电部分由KA3842P、TL431和LM358构成的开关型充电电路构成，可很好的达到设计目的，充电电流随电池电压的增高而减小，达到一定值时自动停充，有效防止电池的过充、欠充。 3、充电参数调整与动态控制部分 本部分的工作主要由LM358和KA3842完成，LM358和KA3842通过对外围各部分采集到的数据进行处理，准确的判断当前的工作状态及调整到下一阶段所需的参数。通过指令控制外围电路实现恒流充、涓流充等工作状态。 原理框图如图所示: 图3.10 充电参数调整与动态控制部分原理框图 4、指示部分 用3只LED指示灯对充电器的各种工作状态及电池两端电压进行实时指示。指示部分分充电器工作状态指示部分和电池实时指示部分。充电器 工作状态指示部分实时指示当前充电器工作在何种状态，包括恒流充状态、涓流充状态、充电状态、电池充满、涓流保持状态等等。电池实时指示部分是通过3个LED指示灯实时指示当前充电电池的电压及充电电压。使充电器的工作过程更直观人性化。 5、综合检测控制部分 本部分为整个充电器工作的核心，进行参数的综合处理，使各个工作模块的工作 11 聊城大学本科毕业(设计) 协调统一。综合检测控制部分核心为KA3842+LM358，这两片芯片价格实惠、性能可靠，可很好的达到设计目的。 3.4本设计的硬件主要工作原理图及实现 1、控制开关电源部分电路 图3.11 控制开关电源部分电路 220v交流电经二极管D10D11D12D13整流为脉动直流，再经C9滤波形成稳定的300V左右的直流电。U1 为TL3842脉宽调制集成电路。其5脚为电源负极，7脚为电源正极，6脚为脉冲输出直接驱动场效应管Q1(8N60C)，3脚为最大电流限制，调整R34的阻值可以调整充电器的最大电流。2脚为电压反馈，可以调节充电器的输出电压。4脚外接振荡电阻R1,和振荡电容C1。T1为高频脉冲变压器，其作用有三个。第一是把高压脉冲将压为低压脉冲。第二是起到隔离高压的作用，以防触电。第三是为UC3842提供工作电源。如图3.11所示，该开关电源的电压采样电路有两 路:一是辅助绕组的电压经D9，C12，R31组成的整流、滤波和稳压后得到16V的直流电压给UC3842供电。另外，该电压经R33分压后得到一采样电压，该路采样电压主要反映了直流母线电压的变化;另一路是光电耦合器。三端可调稳压管TL431及其组成的外围电路组成的电压采样电路，该路电压反映了输出电压的变化;当输出电压升高时，输入TL431的参考电压也升高，稳压管的稳压值升高，前级反馈电压变小，流过光耦中发光二极管的电流减小，流过光耦中的光电三极管的电流也相应的减小，误差放大器的输入反馈电压降低，导致UC3842脚6输出驱动信号的占空比变小，于是输出电压下降，达到稳压 12 聊城大学本科毕业(设计) 的目的。通电开始时，C9上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到IC3。第二路经R30达到U1的第7脚。强迫U1启动。U1的6脚输出方波脉冲，IC3工作，电流经R28到地。同时T1副线圈产生感应电压，经D9,R31给U1提供可靠电源。 2、指示部分与充电参数调整动态控制部分电路 图3.12 指示部分与充电参数调整动态控制部分电路 如图3.12所示:LED1充满指示灯; LED2充电指示灯;LED3电源指示灯。 具体实现原理: T1输出线圈的电压经D1,C2整流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D1，D3(D1，D3起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用)给电池充电。T1第4脚经高速开关二极管D6 为LM358(双运算放 大器，1脚为电源地，8脚为电源正)及其外围电路提供15V——18V的工作电源还同时为风扇提供电能。D6为LM358提供基准电压，经R8,R17分压达到LM358的第二脚和第5脚。正常充电时，R17上端有0.15,0.18V左右电压，此电压加到LM358第三脚，从1脚送出高电压。1脚输出的高压通过R7使三极管T3导通风扇转动。LED2(红灯)正极获得高压导通点亮，此时显示为恒流充电阶段。1脚的高电压一路经R9,强迫T2(三极管)导通。以36V充电器为例，当电池电压上升到44.2V左右时,充电器进入恒压充电阶段，输出电压维持在44.2V 13 附图: 灯)为电源指示灯。 聊城大学本科毕业(设计) 图3.13充电器总的原理图 达反馈电路，使电压降低。充电器进入涓流充电阶段。1,2小时后充电结束。LED3(红熄灭LED1(绿灯)点亮。同时7脚输出高电压，T2关断。另一路经D7，R22，R23到左右，充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐减小。当充电电流减小到200mA—300mA时，R36上端的电压下降，LM358的3脚电压低于2脚，1脚输出低电压，LED2(红灯) 14 聊城大学本科毕业(设计) 附图: 图3.14 PCB电路图 4三段式电池充电器设计的优点 4.1设计可实现的功能 1、市面上较普遍的60V电动车充电电池，充满自动断开。低压高压充电自动选择。 3、科学的充电电量控制技术，确保蓄电池不欠充、不过充; 4、断电记忆自启动、充足自动断电; 5、具有自动检测、延时启动功能; 6、具有开路、过载、短路、过压、超温等故障自动保护并灯光警示; 7、抗干扰能力强，噪声小，电网波动机内自动调整，且能有效抑制浪涌电流; 8、采用恒流?恒压?分级小恒流的充电方式，可最大限度恢复电池容量在95,以上，对过放电电池具有自动修复功能，对不良电池具有自动侦测功能。 15 聊城大学本科毕业(设计) 4.2设计的主要技术创新点 1、结合端电压检测、内阻检测和瞬间充放电检测等多种方法，自动识别充电电池种类进而可采取不同方式给不同电池充电; 2、依据温度变化率检测法、电压检测法、最高温度检测法、最长充电时间控制法，研制出一种快速充电终止综合检测模块，确保蓄电池充足电，但不过充、不欠充; 3、针对不同种类的电池，根据其最佳充电曲线对控制器里的程序进行相应的调整，完成对不同类型的蓄电池充电。 4、采用PWM控制脉冲充电技术和三阶段充电法。既解决了快速充电 这一问题又提高蓄电池的充电接受能力 5、对三段中的第二阶段做了很大的科学改变彻底解决了充电器过充的难题(?失水 ?硫化 ?失衡 ?热失控(充鼓)); 6、开关电源中高频变压器参数的设定，采用开关电源，全过程智能自动监测系统，提供最佳充电电流，转灯电压的设定，可抑制浪涌电流，有效延长电池使用寿命，缩短充电时间; 7、采用LM358运放及其外围电路搭建比较器电路不断对外界进行检测和控制，正确提供给充电模块正确的充电参数; 8、把该充电器的四大模块有效结合，可将蓄电池的预充电控制、快速充电控制、补充充电控制和涓流充电控制四个过程集于一体，完成对充电执行电路控制。 16 聊城大学本科毕业(设计) 总 结 采用以UC3842驱动场效应管的单管开关电源配合LM358双运放电路设计的智能充电器，能够实现对电动车的蓄电池进行充电，并能够根据充电过程自动调整控制参数，可以实现充电过程的无人值守，延长电池的使用寿命。 由于设计时间短，在电路设计与充电算法方面还存在不足，有待于以后不断改进。 因电动车智能充电器对可靠性要求很高，因此除了要对整体结构进行合理设计外，还要对保护电路进行完善考虑。为此，我们在下一步研究充电器可以设置输入欠压、过压及过流;输出过流、过压及短路; 功率管过流及过热保护;蓄电池的过热保护。电动摩托车充电器已制造出实验样机，电动汽车的发展也是迅速的，我们坚信电动自行车使用铅蓄电池是一个潜在的巨大的持久性产业，经过几年的努力它一定会演变成现实的生产了，给人们的生活和工作带来巨大的变化的。 17 聊城大学本科毕业(设计) 参考文献 [1](美) Ron Lenk 著;王正仕 张军明 译 ，实用开关电源设计[M].人民邮电出版社 [2] 赵同贺 主编 刘军 副主编 开关电源设计技术与应用实例[M] 人民邮电出版社 [3] 王英剑，常敏慧，何希才.新型开关电源实用技术[M].北京:电子工业出版社 [4] Power Integrations, Inc. Supplemental Data and Design Guide [5](美)Sanjaya Maniktala 著;王志强，郑俊杰等译.开关电源设计与优化[M].电子工业出版社 [6] 周志敏，周纪海，纪爱华编著.开关电源实用电路[M].中国电力出版社 [7] 周志敏，周纪海，纪爱华编著.充电器电路设计与应用[M].人民邮电出版社 [8] 张占松，蔡宣三编著.开关电源的原理与设计:修订版[M].电子工业出版社 [9] Abraham I. Pressman 著;王志强等译.开关电源设计:第2版[M].电子工业出版社 [10] 路秋生编著，常用充电器电路与应用[M].北京:机械工业出版社 [11] 沙占友.新型单片开关电源的设计与应用[M].北京:电子工业出版社 [12] Power Integrations, Inc. Supplemental Data and Design Guide [13] 李爱文. 现代通信基础开关电源的原理和设计[M]. 科学出版社 [14] 刘顺利.现代高频开关电源实用技术[M].北京:电子工业出版社 [15] 薛水毅，工淑英，何希才.新型电源电路应用举例[M].北京:电子工业出版社 18 聊城大学本科毕业(设计) 致 谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师于会山老师。于老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，整个过程中都给予了我悉心的指导。除了敬佩于老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下电子专业知识的基础;同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。 最后感谢理工学院和我的母校—聊城大学四年来对我的大力栽培。 周乐平 2011年5月 19