電動(dòng)汽車車自動(dòng)充電系統(tǒng)參考

1、3.1.1 蓄電池充電可接受電流曲線上世紀(jì)60年代中期，美國(guó)科學(xué)家馬斯對(duì)開口鉛酸蓄電池的充電過程作了大量的試驗(yàn)研究，并提出了以最低出氣率為前提的，蓄電池可接受的充電曲線，如圖3.1所示。實(shí)驗(yàn)表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以大大縮短充電時(shí)間，并且對(duì)電池的容量和壽命也沒有影響3538。原則上把這條曲線稱為最佳充電曲線，從而奠定了快速充電方法的研究方向。圖3.1 蓄電池可接受的充電電流曲線蓄電池所能接受的最大充電電流的能力的特性曲線可用方程表示 （3.2）I充電電流；I0初始最大充電電流；最大接受力比（，C為所需補(bǔ)充電量）；t充電時(shí)間3.1.4.2 快速充電的幾種策略如前所述，快速充電是通過

2、盡可能地延長(zhǎng)蓄電池所固有的可接受初始電流的持續(xù)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的。在這段時(shí)間里，所要解決的問題是消除極化，而消除極化的主要手段是對(duì)蓄電池實(shí)施放電，放電量一般為窄而深的放電脈沖。目前國(guó)內(nèi)外各種快速充電裝置無一例外地采取這一手段來達(dá)到充電快速的目的。但采取的具體策略有：按引進(jìn)放電脈沖的時(shí)刻不同分為充電后期引進(jìn)放電脈沖法和充電全過程引進(jìn)放電脈沖法43，44；按引進(jìn)放電脈沖的具體方案不同，又分為固定電阻為負(fù)載實(shí)施放電方式和逆變放電法。（1）充電后期引進(jìn)放電脈沖法采用這種方法，是在充電前期以恒定的大電流進(jìn)行充電，當(dāng)反饋系統(tǒng)檢測(cè)出蓄電池的端電壓達(dá)到一種“極化點(diǎn)”時(shí)，實(shí)施放電。（2）充電全過程引進(jìn)放電脈沖法采用這

3、種方法，是在充電全過程實(shí)施放電脈沖去極化。整個(gè)充電過程按照“充電停充放電停充充電”這一既定的程序周而復(fù)始。權(quán)衡這兩種方法，第二種方法更為合理、科學(xué)。這是因?yàn)?（1）極化電壓是伴隨大電流的介入而產(chǎn)生。在大電流充電的初期，極化電壓就己嚴(yán)重存在，不及時(shí)予以處理，大電流充電在其初期就難于進(jìn)行。（2）采用第一種方法，反饋系統(tǒng)檢測(cè)出的蓄電池的端電壓包含有整流疊加電壓的成分，該值隨充電電流大小而異，以此來作為指令控制充電過程并不能真實(shí)地反映出蓄電池電動(dòng)勢(shì)的增長(zhǎng)狀況。（3）經(jīng)驗(yàn)表明，所謂“極化點(diǎn)”并不是一個(gè)固定的量值，不同容量的蓄電池，以及蓄電池的殘余容量不同，其極化點(diǎn)也不盡相同。3.1.4.3 放電的幾種策

4、略（1）以固定電阻為負(fù)載實(shí)施放電法這種方法的具體電路如圖3.3所示。充電裝置中設(shè)置一固定電阻R，開關(guān)K閉合，蓄電池組E對(duì)負(fù)載R放電。 圖3.3 以固定電阻為負(fù)載的放電電路 圖3.4 逆變放電電路（2）逆變放電法逆變放電法所用電路如圖3.4所示。蓄電池組E通過開關(guān)K閉合向交流電網(wǎng)逆變放電。比較上述第（1）和第（2）兩種方法，后者更為合理、科學(xué)，這是因?yàn)榈冢?）種方法存在如下弊病:放電脈沖量的最佳點(diǎn)無法確定。放電脈沖既然作為快速放電的極其重要的手段，理所當(dāng)然地存在一個(gè)量的最佳值。放電脈沖的深度和寬度對(duì)消除極化的效果影響甚大，其值太小難于消除極化，而其值太大不但降低充電效率同時(shí)又會(huì)引起新的極化電壓。

5、而電路中的電阻值R一經(jīng)確定，放電深度即隨之確定，很難尋求放電量的最佳值。為了彌補(bǔ)這一缺陷，我們加入一個(gè)大功率高頻IGBT開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電電流的控制。通過調(diào)節(jié)IGBT柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，即可調(diào)節(jié)放電電流的大小。3.5 容量及其測(cè)試電池使用條件不同，電池能夠放出的容量也不同。規(guī)定電池在一定的放電條件下，應(yīng)該放出的量低限度的電量即為額定容量，單位是Ah（安時(shí)）。所規(guī)定的電池放電條件有：電池放電的電流，一般就是放電率、放電終止電壓、放電溫度。電池的額定容量用C表示，不同的放電率得到的電池容量會(huì)不同。例如：10小時(shí)率的放電電流表示的電流值為I10=C10/10=0.1C10，2小時(shí)率放電的電流為：I

6、2=C2/2=0.5C2，1小時(shí)放電率的放電電流表示電流值為：I1=C1/1=1C1。電池放電電流不同，所能夠放出的容量也不相同，放電電流越大，能夠放出的電量越小34。3.5.1 內(nèi)阻法測(cè)剩余容量 （1）蓄電池內(nèi)阻與荷電程度之間有較好的相關(guān)性。美國(guó)GNB公司曾對(duì)容量2001000A·h，電池組電壓18360V的近500個(gè)VRLA蓄電池進(jìn)行過測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蓄電池內(nèi)阻與容量的相關(guān)性非常好，相關(guān)系數(shù)可以達(dá)到88。隨著蓄電池充電過程的進(jìn)行，內(nèi)阻逐步減小；隨著放電過程的進(jìn)行，內(nèi)阻逐步增大。另外，隨著蓄電池老化，其剩余容量隨之下降，內(nèi)阻也逐漸增大。 具體實(shí)施方法是：將蓄電池充滿電(12V蓄

7、電池為例，充電至13.8V，浮充電流至10mA。)，然后1C放電率對(duì)電池放電，記錄放電過程中內(nèi)阻與電量大小。當(dāng)蓄電池放電完畢(12V蓄電池放電至10.8V)就可獲得完整的放電曲線，即剩余電量與蓄電池內(nèi)阻之間的關(guān)系。將此曲線存入EPROM中，在以后測(cè)試同型號(hào)同規(guī)格的蓄電池時(shí)，單片機(jī)將根據(jù)在線測(cè)到的電池內(nèi)阻值，通過查表計(jì)算，得出其剩余電量值。蓄電池完全充電（充滿）和完全放電（放完）時(shí)，其內(nèi)阻相差24倍，變化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于蓄電池端電壓變化率（約為3040），因此，通過測(cè)量蓄電池內(nèi)阻可以比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其剩余容量。另外，對(duì)于在線使用的蓄電池來說，內(nèi)阻法還有一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)影響最小，可以在蓄電池整個(gè)使用期

8、內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量。因此，不難看出內(nèi)阻法最適合于VRLA蓄電池剩余容量的在線測(cè)量。（2）電池荷電態(tài)與歐姆內(nèi)阻的關(guān)系表3.3 電池荷電態(tài)與歐姆內(nèi)阻的關(guān)系荷電態(tài)/%1008568歐姆內(nèi)阻/m0.501.201.93電池荷電態(tài)與歐姆內(nèi)阻的關(guān)系如表3.3所示。根據(jù)文獻(xiàn)提供的資料表示采用交流阻抗法對(duì)6V/4Ah密封蓄電池的測(cè)試結(jié)果，在電池剩余容量高于40%時(shí)，電池的內(nèi)阻(它包含了歐姆內(nèi)阻和部分濃差極化內(nèi)阻)幾乎是相同的；只是在低于40%時(shí)，其內(nèi)阻才迅速增加。即密封鉛蓄電池在使用過程中(電池容量高于80%)，其內(nèi)阻改變很?。灰坏╇姵貎?nèi)阻有了顯著變化，則電池的壽命也即告終止了。在電池剩余容量與內(nèi)阻之間沒有找到嚴(yán)格的

9、數(shù)學(xué)關(guān)系。3.5.2放電法測(cè)試蓄電池的容量對(duì)蓄電池以規(guī)定的電流恒流放電到規(guī)定的終止電壓,記錄時(shí)間可依據(jù)下面的公式估計(jì)其剩余容量。 (Ah) (3.25)式中 C蓄電池容量（Ah）；If 恒定放電電流（A）；t放電時(shí)間（h）3.5.3 不完全放電法預(yù)測(cè)電池容量由于內(nèi)阻法不精確，核對(duì)放電法又太費(fèi)時(shí)間，因此人們想到蓄電池容量的半荷內(nèi)阻測(cè)量方法對(duì)蓄電池進(jìn)行容量檢測(cè)。對(duì)于電池組采用1%-5%C的淺度放電，在放電狀態(tài)下，對(duì)蓄電池組的各單體電池的端電壓進(jìn)行巡檢，找出端電壓下降最快的一只，將其確認(rèn)為落后電池，再利用核對(duì)放電儀器，對(duì)該節(jié)電池進(jìn)行核對(duì)放電，檢測(cè)其容量，即代表該組電池的容量。3.8.2 脈沖快速充電

10、方案低壓充電由于蓄電池充電過程中會(huì)引起歐姆極化、濃度極化、電化學(xué)極化三種極化電阻的變化。為了消除和減輕極化現(xiàn)象，可采用脈沖充電法。脈沖充電系統(tǒng)首先對(duì)各傳感器工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。若一切正常，則結(jié)合鉛酸蓄電池特性，在開始充電時(shí)進(jìn)行預(yù)充電，然后采用大電流多個(gè)脈沖快速充電，接下來再采用短時(shí)間多個(gè)脈沖放電以消除極化現(xiàn)象。這樣周而復(fù)始快速完成給蓄電池的充電（充電期間系統(tǒng)有溫度補(bǔ)償控制）。充電期間對(duì)脈沖充電電流及放電電流進(jìn)行設(shè)定，組成脈沖充電、放電系統(tǒng)。充電過程中檢測(cè)蓄電池荷電狀態(tài)，剛開始充電時(shí)電池電壓較低，充電電流被限制在最大充電電流范圍之內(nèi)，隨著電池充電不斷增加，電池電壓不斷升高，當(dāng)蓄電池端電壓達(dá)到補(bǔ)足充

11、電轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)，脈沖充電電流自動(dòng)逐漸變小，進(jìn)入補(bǔ)足充電階段。充電后期采用定電壓充電段，獲得過充電量，將電池恢復(fù)至完全充電態(tài)。自動(dòng)結(jié)束，啟動(dòng)停充警示系統(tǒng)。充電電流曲線如圖3.18所示。圖3.18 一種多脈沖充電電流曲線本充電系統(tǒng)的明顯特點(diǎn)是比常規(guī)恒流恒壓充電時(shí)間大為縮短，整個(gè)充電過程無須人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化，而且鉛酸蓄電池的使用壽命可以延長(zhǎng)。給使用蓄電池用戶節(jié)省費(fèi)用。4.1.1 整流模塊整流模塊的性能對(duì)整個(gè)充電系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。所以在確定整流模塊的型號(hào)、新能參數(shù)是要綜合考慮系統(tǒng)要求和元器件的匹配問題。在整流模塊的選擇時(shí)，須保證模塊可以實(shí)現(xiàn)恒流恒壓控制功能，并且電壓電流連續(xù)可調(diào)。目前常

12、用的整流模塊按輸入動(dòng)力電源類型不同分為單相橋式整流模塊和三相橋式整流模塊兩種。按照整流元件類型不同可分為硅整流管模塊、晶閘管整流管模塊、IGBT整流模塊等。其中硅整流模塊主要用于普通的直流用電設(shè)備，IGBT整流模塊多用于變頻調(diào)速系統(tǒng)中。晶閘管整流模塊應(yīng)用范圍較廣泛，凡是要求具有一定的控制精度和要求輸出可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的直流供電系統(tǒng)中，均可采用晶閘管整流模塊，實(shí)現(xiàn)交流到直流的轉(zhuǎn)換。晶閘管是電流控制型電力半導(dǎo)體器件，要驅(qū)動(dòng)晶閘管，需要較大的脈沖觸發(fā)功率。另外，由于一些輔助電路的元器件，如同步變壓器、觸發(fā)變壓器等體積也比較大，因此，如果要把移相觸發(fā)系統(tǒng)與晶閘管主電路及傳感器等封裝在同一外殼內(nèi)制成晶

13、閘管智能模塊，具有很大的難度。所以，國(guó)內(nèi)外一直采用將晶閘管器件與移相觸發(fā)系統(tǒng)分立制作的傳統(tǒng)形式。隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們將把晶閘管主電路與移相觸發(fā)系統(tǒng)以及過電流、過電壓保護(hù)傳感器共同封閉在一個(gè)塑料外殼內(nèi)，制成晶閘管智能模塊,簡(jiǎn)稱ITPM（Intelligent thyristor power module）。晶閘管恒流恒壓控制模塊是高度集成的反饋控制穩(wěn)流穩(wěn)壓系統(tǒng)，內(nèi)置大功率晶閘管芯片、移相控制電路、反饋控制電路、保護(hù)電路和線性電壓、電流傳感器，是新一代高科技電力調(diào)控產(chǎn)品。由于晶閘管智能模塊解決了同步變壓器、脈沖觸發(fā)變壓器微型化的問題，使移相觸發(fā)系統(tǒng)的體積大幅度減小，能夠集成在體積很小的塑料外殼內(nèi)。

14、其在信號(hào)幅度、抗干擾能力、高壓隔離、同步信號(hào)輸入等方面具有顯著的改進(jìn)。由于散熱條件的好壞對(duì)晶閘管的應(yīng)用有著很重要的影響，為了使智能模塊具有比較高的散熱性能、絕緣性能，故ITPM采用了DBC（陶瓷覆銅板）材料。DBC作為一種電力電子器件的基礎(chǔ)材料，具有其他材料無可比擬的導(dǎo)熱性能、絕緣性能。同時(shí)，在模塊內(nèi)部，采用了其他一些特殊材料，比如，具有良好電絕緣和保護(hù)性能以及良好熱傳導(dǎo)作用的彈性硅凝膠等，這些材料對(duì)提高模塊的整體性能，起到了非常重要的作用。圖4.1為晶閘管智能三相橋模塊的內(nèi)部接線圖。圖4.1 晶閘管智能整流模塊內(nèi)部接線圖 45近年來，人們通過對(duì)智能模塊進(jìn)行不斷的技術(shù)改進(jìn)，已經(jīng)用數(shù)字技術(shù)取代了

15、模擬技術(shù)，使移相觸發(fā)系統(tǒng)更為準(zhǔn)確可靠，擴(kuò)大了智能模塊的輸出容量。目前已研制出輸出最大工作線電流1600A，額定工作電壓為380V和660V的智能模塊，其在各種場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。（1）智能整流模塊工作原理在圖4.1所示的電路中六只晶閘管構(gòu)成三相全控整流橋，通過移相控制電路，控制6只晶閘管導(dǎo)通角，可直接從模塊輸出端獲得0510V的直流電壓。在移相控制電路中，使用了數(shù)字化專用集成電路JP-SSY01，具有很高的移相精度和工作穩(wěn)定性。智能模塊在控制上可分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制。在晶閘管組成的電源系統(tǒng)中，大部分是采用電流閉環(huán)控制和電壓閉環(huán)控制。圖4.2是閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理圖。圖4.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)工作

16、原理圖45該原理圖可大體分為三部分：移相調(diào)控部分、電壓反饋部分和電流反饋部分。工作原理如下：首先，由用戶根據(jù)實(shí)際情況，選擇模塊工作在恒流狀態(tài)還是恒壓狀態(tài)，通過 “恒流恒壓轉(zhuǎn)換電路”，確定電壓反饋部分工作或電流反饋部分工作；然后，用戶調(diào)整“0-10V設(shè)定電壓”，該電壓通過“移相調(diào)控電路”，控制主電路晶閘管開通一定的角度，從而輸出用戶希望的電壓或電流；該輸出電壓或電流經(jīng)“霍爾傳感器采樣”、“整形放大”后，與“0-10V設(shè)定電壓”進(jìn)行比較，形成誤差電壓，該誤差電壓經(jīng)處理后，控制“移相調(diào)控電路”，根據(jù)輸出電壓或電流的大小，隨時(shí)快速調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓或電流的目的。（2）整流模塊控制系統(tǒng)

17、的特點(diǎn)：1）采用線性霍爾傳感器，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，提高了整機(jī)性能?；魻栃?yīng)式傳感器是一種新型電流、電壓采樣器件，其工作原理是利用霍爾元件在磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電壓的霍爾效應(yīng)，將電流、電壓轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)?；魻杺鞲衅鞯膬?yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換系數(shù)高、有良好的電氣隔離作用、響應(yīng)速度快、線性度較好，對(duì)提高整機(jī)性能有很大好處。2）反饋系統(tǒng)的應(yīng)用，使“010V設(shè)定電壓”與輸出電壓與電流成較好的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，克服了晶閘管移相角度與輸出電壓非線性的缺點(diǎn)。3）在電壓反饋與電流反饋電路中，采用高精度的霍爾傳感器和精密放大電路；同時(shí)，模塊化的產(chǎn)品縮短了控制電路與移相電路、主電路的信號(hào)傳輸距離，從而使模塊的控制精度較高，比其他同功能產(chǎn)品有更

18、大的優(yōu)越性。4）多種保護(hù)功能，使用更加安全方便。5）“移相調(diào)控電路”采用專用數(shù)字電路JP-SSY01，使觸發(fā)更為準(zhǔn)確可靠。（3）整流模塊的主要技術(shù)參數(shù)和功能：由于目前電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池組的電壓Ud基本上都在420V以下，其電流也一般都在300A以下，所以我們選擇測(cè)試系統(tǒng)整流模塊時(shí)，選擇額定電壓600V，額定電流300A的整流模塊。1）在晶閘管控制曲線上線性度較好的范圍內(nèi)（恒壓在100V350V，恒流約在35%75%A（A為最大設(shè)定電流），穩(wěn)壓精度在0.5%，穩(wěn)流精度在1%之內(nèi)；在線性度較差的范圍內(nèi)，穩(wěn)壓精度不大于1%，穩(wěn)流精度不大于2%。2）電網(wǎng)調(diào)整率：電網(wǎng)變化±20%，輸出變化（調(diào)

19、整范圍內(nèi)）不大于±1%。3）高線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，010V設(shè)定與輸出電流（壓）成較好線性關(guān)系，非線性度不大于5%。4）過流、過熱、缺相三種保護(hù)功能，使模塊應(yīng)用更為安全。5）霍爾傳感器采樣信號(hào)的輸出，可外接電流、電壓顯示。6）如果內(nèi)部反饋系統(tǒng)效果達(dá)不到用戶要求，用戶可選擇禁止使用，從外部另接反饋控制電路。為了能夠適應(yīng)其他類型電池的充電，以及電池?cái)?shù)量不等于24塊的蓄電池組充電的情況，要求輸出電壓在150300V連續(xù)可調(diào)，充電電流在030A連續(xù)可調(diào)。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)充電系統(tǒng)時(shí)選擇了淄博銀河高技術(shù)開發(fā)有限公司開發(fā)的恒流恒壓控制整流模塊，充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖4.3。圖4.3 充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖在這一系統(tǒng)

20、中，整流模塊不僅起到整流作用，還起著調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的作用。根據(jù)輸出檢測(cè)和蓄電池參數(shù)的反饋信息，結(jié)合蓄電池的充電特性，微處理器給整流模塊一個(gè)控制指令調(diào)節(jié)整流模塊的輸出電壓或電流。（4）整流模塊的保護(hù)整流模塊工作狀況好壞決定充電試驗(yàn)的成敗，必須保證其正常的工作，為此，須必須對(duì)其進(jìn)行必要的保護(hù)設(shè)計(jì)。包括過流保護(hù)、過熱保護(hù)、缺相保護(hù)和短路保護(hù)等。在本設(shè)計(jì)中采用過流、過熱自動(dòng)指示和缺相、短路自動(dòng)斷電的方法保護(hù)整流模塊。過壓保護(hù)采用外接阻容吸收和壓敏電阻過電壓保護(hù)相結(jié)合的雙重保護(hù)。模塊內(nèi)置有過流保護(hù)，但為安全起見必須再外接快速熔斷器。選擇快速熔斷器的原則：1） 熔斷器的額定電壓大于電路的正常工作電壓。

21、2） 熔斷器的額定電流要根據(jù)模塊的額定電流選取。在此設(shè)計(jì)中根據(jù)模塊參數(shù)選擇額定電流為25A的快速熔斷器。采用阻容吸收回路作為過壓保護(hù)，與晶閘管模塊并聯(lián)連接。電容器把過電壓的電磁能變成靜電能量存儲(chǔ)，電阻防止電容與電感產(chǎn)生諧振。這種吸收回路能抑制晶閘管由導(dǎo)通到截止時(shí)產(chǎn)生的過電壓，有效避免晶閘管被擊穿。壓敏電阻也可作為過壓保護(hù)，在三相晶閘管模塊前，成角接。當(dāng)電壓過大時(shí)，壓敏電阻內(nèi)部成雪崩導(dǎo)通，形成很強(qiáng)的電流，致使串聯(lián)的快速熔斷器斷路，從而達(dá)到過電壓保護(hù)?？焖偃蹟嗥鳌好綦娮韬妥枞菸针娐返慕臃ㄈ鐖D4.4所示：圖4.4 三相整流模塊保護(hù)電路（5）整流模塊的安裝步驟：1）把散熱器和風(fēng)機(jī)按通風(fēng)要求裝配于機(jī)

22、柜合適位置。2）在模塊導(dǎo)熱底板表面與散熱器表面各均勻涂覆一層導(dǎo)熱硅脂，然后用四個(gè)螺釘把模塊固定于散熱器上，四個(gè)螺釘用力要均等，使模塊底板與散熱器表面緊密接觸。3）用接線端頭環(huán)帶將銅線扎緊，最好再浸錫。然后套上絕緣熱縮管，用熱風(fēng)或熱水加熱收縮。4）將接線端頭平放于模塊電極上，用螺釘緊固，保持良好平面壓力接觸。 控制端接插件有三種形式：5腳、9腳和15腳。9芯線和15芯線均帶屏蔽層。屏蔽線應(yīng)接于控制電源地線上。在此充電系統(tǒng)中采用帶過熱、過流、缺相保護(hù)的模塊控制端是15芯接插件。各腳號(hào)與引線顏色及功能對(duì)應(yīng)接線關(guān)系見表4.1和圖4.5。表4.1 各引腳引線顏色及功能引腳號(hào)12345678引線顏色紅色黑

23、色黑白雙色中黃色橙色白色深藍(lán)色深綠色引腳功能12VGNDGNDCONECON-12VRESIVS引腳號(hào)9101112131415引線顏色棕色紫色粉色灰色淺藍(lán)色淺綠色檸黃色引腳功能IGUGOFFIGLTGL其中：4腳為觸發(fā)電路控制信號(hào)，010V信號(hào)輸入，此時(shí)OFF端必須接地，禁止恒流恒壓功能，只能作為普通移相調(diào)壓模塊但各種保護(hù)正常。恒流恒壓應(yīng)用時(shí)此腳懸空。5腳為簡(jiǎn)單測(cè)試模塊引腳。方便用戶檢測(cè)模塊功能使用，此端已從模塊內(nèi)部通過1K電阻同+12V電源連接，輸出10V直流信號(hào)，可外接10100K電位器，但不宜作給定信號(hào)使用。此端口一般空置。7腳為手動(dòng)復(fù)位端口，當(dāng)電路保護(hù)后此端接+12V電源進(jìn)行復(fù)位，復(fù)

24、位前必須首先排除保護(hù)故障，把電壓、電流給定信號(hào)降為零。8腳為恒流恒壓控制選擇端。恒流時(shí)接12V電源，恒壓時(shí)接地或懸空。9腳為恒流控制給定信號(hào)輸入，010V直流電平。10腳為恒壓控制給定信號(hào)輸入，010V直流電平。14腳為過流保護(hù)指示端口。出現(xiàn)過流時(shí)輸出低電平，外接發(fā)光二極管點(diǎn)亮。15腳為過熱保護(hù)指示端口。出現(xiàn)過熱時(shí)輸出低電平，外接發(fā)光二極管點(diǎn)亮。（6）整流模塊的測(cè)試為了檢驗(yàn)?zāi)K是否正常，可對(duì)模塊控制功能進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)試，測(cè)試時(shí)應(yīng)注意：1）加電前仔細(xì)檢查線路連接是否正確。2）測(cè)量模塊主電路輸出電壓時(shí)，輸出端必須接不小于100W的負(fù)載，保證主電路最小工作電流大于50mA，空載時(shí)測(cè)出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。根據(jù)如

25、圖所示接法對(duì)模塊輸出電壓與輸入電壓之比與控制信號(hào)的關(guān)系進(jìn)行測(cè)試，其在正常工作范圍內(nèi)應(yīng)滿足線性要求。將模塊輸出端接上假負(fù)載（如燈泡），通過調(diào)節(jié)接9腳的電位器，從而自9腳輸入010V控制信號(hào)，在輸出端用示波器（或萬用表）測(cè)得不同控制電壓下的支流輸出，并記錄下來。圖4.5 測(cè)試電路控制引線接法經(jīng)測(cè)試，得出整流輸出電壓隨控制信號(hào)強(qiáng)弱變化曲線，如圖4.6所示。圖4.6 輸入電壓與輸出電壓之比隨控制信號(hào)強(qiáng)弱變化曲線此測(cè)試結(jié)果顯示，在正常工作電壓范圍內(nèi)模塊整流輸出電壓與輸入控制信號(hào)基本上成線性關(guān)系，滿足該充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。4.2.1 主電路的設(shè)計(jì)充電系統(tǒng)主要由變壓器，橋式可控整流智能模塊和充電控制電路所組

26、成，充電電流無級(jí)調(diào)節(jié)，蓄電池初始充電時(shí)采用分段恒流充電方式，當(dāng)蓄電池即將充滿時(shí)充電機(jī)轉(zhuǎn)為恒電壓充電方式，最后采用脈沖充電，直到充滿為止，充電程式可通過微機(jī)設(shè)定或根據(jù)需要進(jìn)行更改。設(shè)計(jì)要求直流輸出具有恒流和恒壓兩種功能，且電壓和電流均可線性調(diào)節(jié)。電池組由24塊鉛酸蓄電池組成，額定電壓為288V。主電路采用晶閘管智能控制模塊整流，利用PWM控制IGBT模塊的開通和關(guān)斷實(shí)現(xiàn)蓄電池快速充電控制。主電路如圖4.7所示。圖4.7a 充電主電路示意圖圖4.7b 帶有放電電阻的充電系統(tǒng)主電路示意圖圖4.7a所示充電主電路中主要通過調(diào)節(jié)ITPM的控制信號(hào)輸入實(shí)現(xiàn)分段恒流充電。圖4.7b為帶有放電電阻的充電系統(tǒng)主

27、電路，適合在充電過程中加入放電脈沖，進(jìn)一步提高充電效率，縮短充電時(shí)間。與電腦相連的檢測(cè)電路的充電電壓可由分壓精密電阻取得，經(jīng)過相應(yīng)的放大后送至電腦的A/D口；充電電流經(jīng)過電流傳感器采樣、放大，然后也送至電腦的A/D口；蓄電池溫度經(jīng)過溫度傳感器，將對(duì)應(yīng)的電壓量放大后送至電腦的A/D口。根據(jù)采集到的這些信號(hào)，電腦自動(dòng)判斷充電轉(zhuǎn)換時(shí)刻，向整流模塊和IGBT模塊發(fā)出控制指令，從而實(shí)現(xiàn)智能充電。這里，整流模塊的輸出電流的調(diào)節(jié)范圍大，可實(shí)現(xiàn)充電脈沖幅值的無極調(diào)節(jié)，再結(jié)合PWM脈寬調(diào)節(jié)，使充電過程控制大大簡(jiǎn)化，控制精度大大提高。高壓充電電路實(shí)現(xiàn)的功能是在100300V電壓連續(xù)可調(diào)以及030A電流連續(xù)可調(diào)充電功能。低壓快速充電實(shí)現(xiàn)的功能是在030V電壓可調(diào)，0100A電流可調(diào)，恒流充電、恒壓充電以及脈沖快速充電等功能。與主電路相關(guān)的設(shè)計(jì)說明：1）電路形式采用全控整流電路，選用集成化控制模塊，具有集成度高、多相脈沖對(duì)稱性好、線性度高、相序自動(dòng)識(shí)