隨著各種電動汽車的發展，動力電池充電器的需求將越來越多。充電器質量的優劣關系到電池性能的發揮及壽命、充電器本身的智能化關系到用戶的使用方便及電力系統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。如將一種電池的充電器做好(hao)了，就(jiu)容易將技術向其他(ta)電池類(lei)型(xing)拓展。本選題具有(you)實用(yong)性，對電賽(sai)方向人(ren)才培養也有(you)針對性。

　　主要功能指標：

　　★輸入電壓(ya)(ya)單相50HZ ±10%,電壓(ya)(ya)有效值(zhi)(zhi)波動范圍(wei)220V ±20%,即有效值(zhi)(zhi)為176V-264V;

　　★輸出直(zhi)流額定(ding)電壓50V;

　　★輸入端(duan)加(jia)功(gong)(gong)率(lv)因(yin)數校正，功(gong)(gong)率(lv)因(yin)數90 %;

　　★充電初期(qi)效率大于80%;

　　★輸入電流失真(zhen)度小于(yu)4%;

　　★充(chong)電(dian)過程分為激，快充(chong)和浮充(chong)；

　　★具有溫度(du)檢(jian)測功能，可根據(ju)電(dian)池(chi)和環境溫度(du)改變充電(dian)策(ce)略；

　　★具有友好的人機界面，可(ke)對充電策略進行調整；

　　★散(san)熱方(fang)式：風(feng)冷。

　　主電路的整體框圖：

　　EMI濾波電路：

　　C1和L1組成(cheng)第一級(ji)EMI濾(lv)波(bo)

　　C2、C3、C4與L2組(zu)成第二(er)級濾波。

　　L1,L2為共模電感

　　整(zheng)流及功率因(yin)數校正(zheng)電(dian)路(lu)：

　　整流橋：

　　流經二(er)級(ji)管電流ID=3.55A

　　二極管反向電壓V=373V

　　考慮實際工作(zuo)情(qing)況故選BR601（35A/1000V）；

　　功率因數校正：

　　方案(an)：BOOST型拓撲結(jie)構具有輸出電(dian)阻低，硬(ying)件(jian)電(dian)路及控制簡單，技術成熟，故(gu)選用(yong)BOOST結(jie)構；

　　芯片選擇：TI公(gong)司的UCC28019可(ke)控制(zhi)功率輸出為100W-2KW,功率因數(shu)可(ke)提高到0.95,符合設(she)計要求，故此(ci)次設(she)計選用該款芯片；

　　方案選擇：

　　在(zai)開關管承受峰值(zhi)電流和(he)電壓的情況下，全橋(qiao)輸(shu)出功率為半橋(qiao)的兩倍，并切在(zai)功率大于500W時，全橋(qiao)相對于半橋(qiao)更(geng)合適，故(gu)本次設計采用全橋(qiao)拓(tuo)撲。

　　功率開(kai)關(guan)管選擇：

　　經(jing)過(guo)整流(liu)濾波后(hou)電壓最大值(zhi)為373V,最大初級電流(liu)為3.5A 考慮實際(ji)工作情況選擇FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出整流二極管：

　　整流二(er)極管要承(cheng)受的最大反(fan)相(xiang)電(dian)壓為100V,電(dian)流為10A,考慮實際(ji)工作(zuo)情況，我們(men)選用(yong)MUR3060（600V/30A）

　　全橋電路圖：

　　整流濾波輸出電路：

　　驅動電路：

　　PWM信號通過光耦隔離，經過反相器進入半橋驅動(dong)芯片IR2110 ,如(ru)圖所示的Q1、Q2半橋驅動(dong)電路(lu)，Q3、Q4驅動(dong)電路(lu)與此(ci)電路(lu)相同(tong)。

　　輔助電源供電：

　　本設計(ji)系統供電(dian)采用(yong)另制輔助電(dian)源(yuan)，系統框圖如下(xia)：

　　本供(gong)電(dian)系統可提供(gong)穩(wen)定的12V,5V,-12V電(dian)壓，且效率較高(gao)。

　　智能控制(zhi)電路設計：

　　電源PWM控(kong)制部(bu)分

　　本設(she)計采用的電源(yuan)核心控(kong)制部分的芯片(pian)為美(mei)國通(tong)用公(gong)司芯片(pian)SG3525.控(kong)制電路如圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本設計系統(tong)可以檢測(ce)電(dian)池溫度(du)，充電(dian)器(qi)溫度(du)，當電(dian)池過溫時(shi)會(hui)關閉PWM的(de)輸(shu)出(chu)波(bo)形，使電(dian)路(lu)停止(zhi)工作(zuo)，同時(shi)單片機會(hui)報警提示，當充電(dian)器(qi)過溫時(shi)，風冷系統(tong)會(hui)開啟，如果溫度(du)繼續升高，則充電(dian)器(qi)會(hui)停止(zhi)工作(zuo)。

　　過流(liu)，短路保護電路

　　當電流過大，超過12A,電路(lu)(lu)會限(xian)流報警(jing)提示，在充(chong)電器啟動之前會進行短路(lu)(lu)檢測，當電阻小(xiao)于0.5Ω時(shi)認(ren)為電路(lu)(lu)故障，并(bing)報警(jing)提示。

　　系統軟件結構

　　四階段充電控(kong)制策略：

　　四階(jie)段充(chong)電策略解析：

　　激活充電：充電器開始(shi)工作(zuo)后單片機采(cai)集采(cai)集蓄電(dian)池端(duan)電(dian)壓檢測，若電(dian)壓過低說明(ming)曾過度放電(dian)，為避免充電(dian)電(dian)流(liu)過大，實行(xing)小電(dian)流(liu)激活。

　　恒流(liu)充電：恒流(liu)充電為(wei)10A.

　　恒壓充(chong)電：恒壓充(chong)電電壓為59V.

　　涓(juan)流(liu)浮(fu)充(chong)：當充(chong)電電流(liu)下降(jiang)到恒(heng)流(liu)下的0.1倍式(shi)，即(ji)1A時，采(cai)用涓(juan)流(liu)浮(fu)充(chong)。

　　四階段充電(dian)策(ce)略保證充電(dian)初期能激(ji)活修復蓄電(dian)池(chi)，使(shi)蓄電(dian)池(chi)更經久(jiu)耐用，末期不過充，又能達(da)到充滿的目(mu)的。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電源EMC設計(ji)：整流(liu)二(er)極管(guan)采用肖特基二(er)級管(guan)做整流(liu)管(guan)，開(kai)關管(guan)回(hui)路(lu)加(jia)RCD網絡(luo)，輸(shu)入端(duan)加(jia)EMI濾波電路(lu)，優化變(bian)壓(ya)器設計(ji)。

　　優化PCB板布(bu)局和走(zou)線。

　　軟件抗干擾技術

　　采用(yong)程(cheng)序模(mo)塊間遠程(cheng)攔截技(ji)術。