大功率智能充电器的研究与设计

2021-05-31 17:59字体:
  

  因为铅酸蓄电池保护粗略、价钱低廉、供电牢靠、操纵寿命长,广大行动汽车、飞机、汽船等机动车辆或发电机组的启动电源,也正在各种须要不间断供电的电子筑造和便携式仪器仪外顶用作极少电器及独揽回道的作事电源。跟着经济的进展,大容量蓄电池的使用速速补充,人们欲望能速速、安宁地对蓄电池举办充电,而现有市集发卖的充电器充电电流众为20A。为了知足人们对大功率充电器的需求,安排了一款基于LPC933 充电电流50A、充电功率740W、效力完整、可扩充的

  因为充电对象是铅酸蓄电池,安排中采用电流、电压负反应的手法来抵达恒流、恒压充电的目标,并对充电经过百般作事参量举办及时监测及智能众段式充电计谋的无误独揽,使用了LPC933单片机及相应的独揽电道。充电器硬件道理图如图1 所示。

  充电器电道紧要囊括主电道、信号独揽两局部。主电道局部由桥式整流、PWM波形发生和直流滤波等构成。单相电源为220 V调换电时,开闭K1闭和,单相电源为110 V时,开闭K1断开,经全桥整流为300 V左

  右的直流电,由大电容举办低频滤波稳压,圆只MOS 器件S1、S2 构成半桥逆变器。PWM波形发生局部由SG3525按照反应电压发生,通过给MOS 管S1、S2 加高频方波独揽信号,使S1和S2 周期性地导通,可获得脉宽可调的高频调换电,经高频变压器耦合到副边,再经整流管D2和D3整流,L1 和C4滤波,正在输出侧获得低纹波直流电压。显示模块是用来显示电池确当前电压与充电电流,显示形态由面板上告终按钮启动。

  脉宽调制独揽电道采用开闭电源专用集成芯片SG3525,SG3525有两道驱动输出,OUT-A 与OUT-B 反向输出,可设备死区年光。独揽经过紧要是转移调治导通的占空比来调治输出功率。移相PWM的相移独揽是通过差错放大器来告终的,差错放大器的同相端E/A+(脚2)接由单片机独揽输出的电压信号。反相端E/A-(脚1)接主电道输出电流或电压的反应信号,电流和电压负反应信号之间的切换由肖特基二极管D1 的导通截止告终。反应信号和法式电位比力,差值经放大输出,送至移相脉宽独揽器,独揽OUT-A与OUT-B 之间的相位,最终调度波形占空比,使电压和充电电流安闲正在预订值上。

  电流采样是大电流充电器的枢纽技巧之一。寻常采用电阻采样,但正在50A 以上的大电流电道中是难于实用的。为此,安排了正在高频变压器的低级线圈处补充环形电流互感器,匝数比为1:50,不但抵达无误电流采样的影响,还使采样功耗独揽正在0.5W以内。

  平常处境下,开闭电源应作事正在额定输出功率界限之内,避免电源作事正在赶过平常输出形态,但正在实质作事中很难预测,故电道将高频变压器输出的电流经电流互感器耦合输出,再经二极管整流,电容滤波及电阻分压后,与比力器的同相端电压举办比力,当输出电压过高时,SG3525结束输出方波驱动信号,从而珍惜电道。

  研发初期觉察,逆变器紧要部件两个大功率开闭管S1 和S2 及直流输出局部的全波整流管D2和D3,正在充电电流大于30粤时产生过热题目,无法知足老化请求。始末硬件频频调试觉察,从以下几个方面可能有用处置过热的题目。

  (1)补充调换共模滤波电感,调试觉察电网的高频骚扰信号是变成逆变器开闭管温升相当的主要道理;

  (2)正在直流输出端,补充滤波电感后,觉察有用地减轻了开闭管和全波整流管的负荷;

  始末以上4 个方面的纠正,测试证实充电电流抵达60粤时能连接作事4h 以上,所有知足老化的安排请求。

  充电独揽技巧是智能充电器体系中软件安排的中枢局部。按照充电电池的道理,同种工艺的电池理念的充电弧线大致犹如,而简直的电压数值有所不同的特性,使用讯息技巧举办独揽,可抵达最佳充电效益。为告终大电流充电,又要珍惜电池,蓄电池采用图2 所示的充电格式,充电阶段可能分成4 个阶段。

  充电器起头作事后,开始检测蓄电池的电池电压,若电池电压低于9.5V,充电器不作事。若电池电压大于怨.5V而小于10.5V,证明蓄电池已经太过放电,为避免对蓄电池充电电流过大,变成热失控,微治理器通过监测蓄电池的电压,对蓄电池实行安闲小电流涓流充电,激活蓄电池。正在涓流充电阶段,电池电压起头上升,当电池电压上升到能承担大电流充电的阈值时,则转入恒流充电阶段。

  该阶段为大电流恒流充电,电流值为I2 ,因蓄电池容量而异,通常为I2 越0.1C(C 为蓄电池组的容量),连接年光为T2,正在恒流充电形态下,不停检测电池端电压,当电池电压抵达饱和电压时,恒流充电形态终止。

  该阶段紧要用来增补蓄电池自放电所耗费的能量,电池电压抵达13.8V时,此时符号着充电经过下场。

  电池正在充满电后,假若不实时结束充电,电池的温度将速速上升。温度的升高将加快蓄电池板栅侵蚀速率及电解液的判辨,从而缩短电池寿命、容量降低。为了保障电池富足电又不外充电,采器械有守时独揽、温度独揽和电池电压、电流独揽效力的归纳独揽法。

  由于分歧品种的电池有分歧的充电性子,于是充电器要能按照简直电池的类型,独揽分歧的充电形态。正在充电的枢纽阶段采用了恍惚独揽手法,这些通经过序独揽告终。充电主秩序流程图如图猿所示。秩序简直告终经过为:单片机首优秀行初始化,然后对蓄电池的电压举办衡量,发生电压偏向和变革率信号,偏向及变革率信号进入恍惚独揽器后,始末恍惚治理,输出电流讯息,从而合时和确切地独揽充电格式和经过。参照充电弧线),正在充电经过中不停检测电池是否充满,当检测己经充满时,提示用户电池已富足,充电器主动进入浮充保护形态。若正在充/供电经过时产生阻碍,LPC933 微独揽器会实时结束输出并报阻碍。恍惚治理和终止条款的占定为全盘

  按照临盆商的发卖市集紧要面临欧美市集同时分身邦内的特性,硬件安排采用跳线V的互换开闭K1(如图1所示),可能告终110V的倍压整流和220V的全波整流的切换。

  直流输出电道有可扩展端口,可能通过串、并联的格式,临盆出分歧规格的充电器。可控的充电电流,通过调治可调电阻RW1(如图1 所示),调高或下降负反应的电压值,可能告终充电电流正在园耀50 A界限内的恣意设定。

  跟着讯息物业的迅猛进展以及转移电话、便携式估计机、电动自行车等高附加值产物的普及,越来越众的产物须要充电的同时,也请求尽或者地耽误电池的寿命。Power Smart公司按照众次试验结果得出结论:若采用适当的充电格式,电池的操纵寿命大约可抬高30%。多量的尝试声明:采用以LPC933 和SG3525 为中枢的独揽电道安排的智能充电器,或许告终对铅酸电池举办大电流的充电,并或许按照充电经过主动调度独揽参数以及阻碍自诊断,可能告终充电经过的无人值守,耽误电池的操纵寿命。这种技巧扩展到市集,必将拥有必然的市集份额,从而带来的社会效益和经济效益。

  [1] 王鸿麟,景占荣. 通讯根柢电源(第二版)[M]. 西安电子科技大学出书社, 2001.

  [4] 张文修. 恍惚数学根柢[M]. 西安:西安交通大学出书社, 1984.

  [5] 章卫邦,杨向忠. 恍惚独揽外面与使用[M]. 西安:西北工业大学出书社, 1999.

  [6] 刘增良.恍惚技巧与使用选编(3)[M]. 北京:北京航空航天出书社, 1998.

  [7] 何新贵.恍惚学问治理的外面与技巧[M]. 北京:邦防工业出书社, 1998.

  [8] 余永权.恍惚独揽技巧与恍惚家用电器[M]. 北京:北京航空航天大学出书社, 2000.

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