充電器參數設計

　　本文設計的充電器可對鉛酸、鎳氫、鎳鎘三種電池充放電。充電電流最大為16A，可充6V、12V、24V、30V、36V五檔位的電池，充電容量從10Ah到240Ah，供電電源為AC187V~252V、50Hz，充電器體(ti)積為250mm×164mm×90mm，重量為3kg。

　　

 

　　圖(tu)1 MAX713封裝圖(tu)

　　MAX713的(de)封裝及(ji)引腳功能(neng)編程描(miao)述

　　MAX713的封(feng)裝及引腳功能

　　1腳(jiao)VLIMIT：設(she)置單節(jie)電(dian)(dian)池(chi)最大電(dian)(dian)壓(ya)，電(dian)(dian)池(chi)組(zu)(BATT+―BATT-)的最大電(dian)(dian)壓(ya)Em不能超過(guo)VLIMIT×(電(dian)(dian)池(chi)數量n)，且VLIMIT不能超過(guo)2.5V，當VLINIT接V+時(shi)，Em=1.65n(V)，通(tong)常將VLIMIT與VREF連(lian)接。

　　

 

　　圖2 電池數量編程

　　2腳(jiao)BATT+：電池組正極(ji)。

　　3腳(jiao)PGM0：可(ke)編程引腳(jiao)。

　　4腳PGM1：可編程引腳。通過對PGM0和PGM1腳電(dian)(dian)(dian)壓的設定可設置充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的的數量，從1到16。

　　5腳(jiao)THI：溫度比(bi)較(jiao)器的上(shang)限(xian)電壓。當TEMP電壓大上(shang)升到THI時(shi)，快速充電結束。

　　6腳TLO：溫(wen)度比較器的下限(xian)電壓(ya)。充電初始(shi)，當TEMP電壓(ya)低于TLO時快速充電被(bei)禁止(zhi)，直到TEMP電壓(ya)高于TLO。

　　7腳TEMP：溫度傳(chuan)感器輸入。

　　8腳FASTCHG：快速(su)充電狀態(tai)輸出。

　　9腳PGM2：可編(bian)程引(yin)腳。通(tong)過(guo)對PGM2和PGM3腳電壓(ya)的(de)設定可設置快(kuai)速(su)充電的(de)最大允許時間(33min～264min)。

　　

 

　　圖3 最(zui)大(da)充電時間的設定

　　

 

　　圖4 充(chong)電(dian)速(su)率的設(she)定

　　10腳PGM3：可(ke)編程引腳。除設定最大(da)允許時間外，還可(ke)設定快速充(chong)電和涓流充(chong)電的(de)速率(lv)。

　　11腳CC：恒流補(bu)償輸入。

　　12腳BATT-：電池組負極

　　13腳GND：系統(tong)地。

　　14腳DRV：驅動外圍“PNP”。

　　15腳V+：分路(lu)調節器。V+對BATT-電壓(ya)為+5V，為芯(xin)片提(ti)供分路(lu)電流(5mA～20mA)。

　　16腳REF：參考電(dian)壓輸(shu)出2V。

   MAX713引(yin)腳編程控制

 

　　1. 可充(chong)電電池(chi)數量控(kong)制

　　通過對(dui)可(ke)編(bian)程引腳(jiao)3腳(jiao)PGM0、4腳(jiao)PGM1進行簡單的(de)電壓配置編(bian)程，實現對(dui)充電電池支數的(de)控制，如圖2所示。

　　2. 電池充(chong)滿電判斷

　　電池充(chong)滿(man)(man)電時，應立(li)即切(qie)斷充(chong)電電路，防止(zhi)過充(chong)，保護電池安全。判斷電池充(chong)滿(man)(man)電的方法很多，如最(zui)高(gao)電壓控制、最(zui)小電流控制、最(zui)高(gao)溫度控制等(deng)。

　　MAX713采用電(dian)(dian)壓(ya)負斜(xie)(xie)(xie)率的方法來(lai)判斷(duan)電(dian)(dian)池(chi)充滿(man)電(dian)(dian)。當電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)壓(ya)增長出現負斜(xie)(xie)(xie)率后，MAX713發出充滿(man)關機信(xin)號，充電(dian)(dian)器停止充電(dian)(dian)。電(dian)(dian)壓(ya)負斜(xie)(xie)(xie)率控制是(shi)一種綜合效果(guo)較好的電(dian)(dian)池(chi)充滿(man)電(dian)(dian)判斷(duan)方法。即(ji)電(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)到(dao)達峰(feng)(feng)點(dian)前，電(dian)(dian)壓(ya)曲線的斜(xie)(xie)(xie)率是(shi)正值(zhi)，到(dao)達峰(feng)(feng)點(dian)后電(dian)(dian)壓(ya)曲線的斜(xie)(xie)(xie)率為負值(zhi)。

　　3. 充電速率、充電時間控制

　　通過對PGM2和PGM3引腳的編程電壓設置可設定電池的充電速率和充電時間的控制。

　　

 

　　圖5 AC/DC/變換電路

　　軍用大功率多功能充電器的設計

　　充(chong)電器由AC/DC/變(bian)換、充(chong)電控制電路、蓄(xu)電池激活電路三部(bu)分組成。(見(jian)圖5)

　　AC/DC變換(huan)器(qi)

　　它(ta)由橋式(shi)整流(liu)器(qi)、全(quan)橋逆(ni)變(bian)器(qi)、高頻變(bian)壓整流(liu)器(qi)及PWM發生器(qi)組成(cheng)，把(ba)220V交流(liu)電(dian)(dian)變(bian)換成(cheng)所需要的各種直流(liu)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓。

　　充電控制電路

　　充電(dian)(dian)控制電(dian)(dian)路，由可編程芯片(pian)(MAX713)、電(dian)(dian)壓取樣(yang)電(dian)(dian)路、電(dian)(dian)流取樣(yang)電(dian)(dian)路等組成。

　　電(dian)(dian)(dian)壓取樣電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、電(dian)(dian)(dian)流取樣電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)將采樣到的充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流信號經PID補償(chang)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)送(song)誤差放(fang)大電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)放(fang)大后，控制PWM電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)和過(guo)壓、過(guo)流保護電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)。

　　可編程(cheng)芯片(MAX713)是充電(dian)(dian)(dian)控(kong)制電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)的核心器件，在(zai)本項目中(zhong)根(gen)據(ju)對(dui)(dui)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池容量、電(dian)(dian)(dian)壓性質(zhi)的綜合考(kao)慮，對(dui)(dui)MAX713設(she)定的最大充電(dian)(dian)(dian)時間為264分鐘，充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流為C。MAX713的電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)原(yuan)理圖如圖6所示(shi)。

　　

 

　　圖6 MAX713充(chong)電控制電路圖

　　蓄電池激活電路

　　蓄電(dian)池放電(dian)激活電(dian)路(lu)，用于對(dui)記(ji)憶、鈍化、老(lao)化電(dian)池進行(xing)容量恢復。激活回(hui)路(lu)采用一個簡單的比較運放器對(dui)激活電(dian)壓、電(dian)流進行(xing)控制。

　

 

　　綜上所述，本文設計的大功率多功能充電器充分利用了集成電路(lu)MAX713的控(kong)制功能，優化了各種電路(lu)組合方式。具有體積小、重量輕、充電電池范圍廣等優點。