500W鉛酸蓄電池充電器設計與制作課件(20頁PPT)

1、500W鉛酸蓄電池充電器 設計與制作團隊：戚德歡 李黃杰 盤家榮 劉鵬敏 鐘強第1頁，共20頁。選題背景及意義： 隨著各種電動汽車的發(fā)展，動力電池充電器的需求將越來越多。充電器質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到電池性能的發(fā)揮及壽命、充電器本身的智能化關(guān)系到用戶的使用方便及電力系統(tǒng)電力計費等管理問題。不同電池，特點不同，充電策略也不相同。如將一種電池的沖電器做好了，就容易將技術(shù)向其他電池類型拓展。本選題具有實用性，對電賽方向人才培養(yǎng)也有針對性。第2頁，共20頁。主要功能指標：輸入電壓單相50HZ 10%，電壓有效值波動范圍220V 20%，即有效值為176V-264V；輸出直流額定電壓50V；輸入端加功率因數(shù)校正

2、，功率因數(shù)90 %；充電初期效率大于80%；輸入電流失真度小于4%；充電過程分為激，快充和浮充；具有溫度檢測功能，可根據(jù)電池和環(huán)境溫度改變充電策略；具有友好的人機界面，可對充電策略進行調(diào)整；散熱方式：風冷。第3頁，共20頁。主電路的整體框圖：第4頁，共20頁。EMI濾波電路：C1和L1組成第一級EMI濾波C2、C3、C4與L2組成第二級濾波。L1,L2為共模電感，第5頁，共20頁。整流及功率因數(shù)校正電路：整流橋：流經(jīng)二級管電流ID=3.55A二極管反向電壓V=373V考慮實際工作情況故選BR601（35A/1000V）；功率因數(shù)校正：方案：BOOST型拓撲結(jié)構(gòu)具有輸出電阻低，硬件電路及控制簡單

3、，技術(shù)成熟，故選用BOOST結(jié)構(gòu)；芯片選擇：TI公司的UCC28019可控制功率輸出為100W-2KW，功率因數(shù)可提高到0.95，符合設計要求，故此次設計選用該款芯片；第6頁，共20頁。電路圖：第7頁，共20頁。DC-DC主拓撲結(jié)構(gòu):方案選擇：在開關(guān)管承受峰值電流和電壓的情況下，全橋輸出功率為半橋的兩倍，并切在功率大于500W時，全橋相對于半橋更合適，故本次設計采用全橋拓撲。功率開關(guān)管選擇：經(jīng)過整流濾波后電壓最大值為373V，最大初級電流為3.5A 考慮實際工作情況選擇FQA24N50（24A/500V/0.2）輸出整流二極管：整流二極管要承受的最大反相電壓為100V，電流為10A，考慮實際工

4、作情況，我們選用MUR3060（600V/30A）第8頁，共20頁。全橋電路圖：第9頁，共20頁。整流濾波輸出電路：驅(qū)動電路：PWM信號通過光耦隔離，經(jīng)過反相器進入半橋驅(qū)動芯片IR2110 ，如圖所示的Q1、Q2半橋驅(qū)動電路，Q3、Q4驅(qū)動電路與此電路相同。第10頁，共20頁。輔助電源供電：本設計系統(tǒng)供電采用另制輔助電源，系統(tǒng)框圖如下：本供電系統(tǒng)可提供穩(wěn)定的12V,5V，-12V電壓，且效率較高。第11頁，共20頁。智能控制電路設計：第12頁，共20頁。電源PWM控制部分：本設計采用的電源核心控制部分的芯片為美國通用公司芯片SG3525?？刂齐娐啡鐖D：第13頁，共20頁。采樣電路：第14頁，共

5、20頁。 熱保護電路：本設計系統(tǒng)可以檢測電池溫度，充電器溫度，當電池過溫時會關(guān)閉PWM的輸出波形，使電路停止工作，同時單片機會報警提示，當充電器過溫時，風冷系統(tǒng)會開啟，如果溫度繼續(xù)升高，則充電器會停止工作。過流，短路保護電路：當電流過大，超過12A，電路會限流報警提示，在充電器啟動之前會進行短路檢測，當電阻小于0.5時認為電路故障，并報警提示。第15頁，共20頁。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)：第16頁，共20頁。四階段充電控制策略：第17頁，共20頁。四階段充電策略解析：激活充電：充電器開始工作后單片機采集采集蓄電池端電壓檢測，若電壓過低說明曾過度放電，為避免充電電流過大，實行小電流激活。恒流充電：恒流充電為10A。恒壓充電：恒壓充電電壓為59V。涓流浮充：當充電電流下降到恒流下的0.1倍式，即1A時，采用涓流浮充。 四階段充電策略保證充電初期能激活修復蓄電池，使蓄電池更經(jīng)久耐用，末期不過充，又能達到充滿的目的。第18頁，共20頁。電源系統(tǒng)抗干擾：硬件抗干擾技術(shù)：電源EMC設計：整流二極管采用肖特基二級管做整流管，開關(guān)管