一种新型多功能自适应充电系统设计

发布时间：2017-08-08 01:20

  本文关键词：一种新型多功能自适应充电系统设计

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【摘要】：多功能自适应充电系统可以实现对12V/20AH和24V/20AH两种型号电池的自适应充电,可以作为恒流源/恒压流输出。系统主要包含三大部分：充电源、辅助电源、控制系统。(1)充电电源为阀控式铅酸蓄电池的充电提供能量,为了实现对12V/20AH和24V/20AH的自适应充电,充电电源需输出电压、电流可调,可调开关电源的设计是本系统的难点,采用对角半桥反激变换器进行设计,采用的是UC3845构成的电流反馈型闭环控制,单片机通过D/A芯片的设计输出电压或输出电流。(2)辅助电源为系统的相关器件供电,主要有三个绕组输出：30V/200mA、 12V/500mA和-12V/500mA,5V的输出采用BUCK降压电路将12V的输出降到5V用于单片机及相关器件供电。30V用于辅助电源控制芯片UC3845的供电。正负12V主要用于运放及继电器风扇的供电,采用TOP264芯片进行设计,外围电路简单,效率较高。(3)单片机控制系统采用的是STC12C5410AD,内部集成10位的A/D,外加一片D/A芯片TLV5617和一些功率器件即可实现对充电放电过程中充停控制及电压、电流设置和电压、电流信号的检测功能。整个系统采用分层次的设计,底层采用模拟电路实现闭环控制,顶层采用单片机实现过程控制,综合两者的优点。系统经测试电源输出纹波较小,效率较高,能够很好地实现对蓄电池的充放电功能。
【关键词】：阀控式铅酸蓄电池 自适应 充电 可调开关电源
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM910.6
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 问题的提出9
• 1.2 课题的背景9-16
• 1.2.1 阀控式铅酸蓄电池9-11
• 1.2.2 阀控式铅酸蓄电池充电技术11-16
• 第二章 多功能自适应充电系统硬件设计16-53
• 2.1 硬件的主要构成16-22
• 2.1.1 系统电源16-21
• 2.1.2 单片机控制系统21-22
• 2.2 功能要求及判据22-24
• 2.2.1 系统的主要功能及相关参数22-23
• 2.2.2 阀控式铅蓄蓄电池充满的判断23-24
• 2.3 方案的选择及分析24-31
• 2.3.1 测电流方案24-25
• 2.3.2 可调开关电源方案25-27
• 2.3.3 可调开关电源工作模式选择27-30
• 2.3.4 MOS管隔离驱动方案选择30-31
• 2.4 主要器件的选择及计算31-50
• 2.4.1 单片机选型31
• 2.4.2 D/A芯片选型31-32
• 2.4.3 EMI电路及相关器件选择32
• 2.4.4 基准稳压器件的选择32-33
• 2.4.5 BUCK降压电路电感、电容计算33-34
• 2.4.6 继电器、风扇及功率电阻等相关器件选择计算34-35
• 2.4.7 开关电源控制芯片的选择35-38
• 2.4.8 开关电源变压器设计38-44
• 2.4.9 滤波电容选择及计算44-46
• 2.4.10 整流二极管的选择计算46
• 2.4.11 辅助电源相关器件选择46-47
• 2.4.12 功率管的选择47-48
• 2.4.14 电压采样电路48
• 2.4.15 人机交互电路48-49
• 2.4.16 温度补偿49-50
• 2.5 多功能自适应充电器工作原理50-53
• 2.5.1 系统总原理50-51
• 2.5.2 自适应实现原理51-53
• 第三章 系统的程序及可靠性设计53-59
• 3.1 充电控制程序设计53-57
• 3.1.1 监控程序设计53-55
• 3.1.2 蓄电池充电方法及程序设计55-57
• 3.2 软件的可靠性设计57-58
• 3.3 硬件的可靠性设计58-59
• 第四章 测试分析59-64
• 4.1 开关电源测试分析59-63
• 4.1.1 输出纹波测试59-61
• 4.1.2 负载调整率测试61-62
• 4.1.3 开关电源的效率测试62-63
• 4.2 充电功能测试分析63-64
• 第五章 结束语64-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士研究生期间发表的论文69-70
• 致谢70-71
• 附录1：系统最终的PCB71-72
• 附录2：系统总原理图72

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本文编号：637630