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了，就容易將(jiang)技術(shu)向其他電池類型拓展。本選題具有(you)實(shi)用性(xing)，對電賽(sai)方向人才(cai)培養(yang)也有(you)針對性(xing)。

　　主要功能指標：

　　★輸(shu)入電(dian)壓單相50HZ ±10%,電(dian)壓有效值(zhi)波動范圍220V ±20%,即有效值(zhi)為176V-264V;

　　★輸出直流額定電壓50V;

　　★輸入端加功率(lv)因數校正，功率(lv)因數90 %;

　　★充電初期效(xiao)率大(da)于80%;

　　★輸入電流失(shi)真度小于4%;

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

　　★具(ju)有(you)溫(wen)度檢測(ce)功能，可(ke)根(gen)據(ju)電池和環境溫(wen)度改變(bian)充電策略；

　　★具有友(you)好的(de)人(ren)機界面，可對(dui)充電(dian)策略進行調整；

　　★散熱方式：風冷。

　　主(zhu)電路的整體(ti)框(kuang)圖：

　　EMI濾波電路(lu)：

　　C1和L1組成第一級EMI濾波

　　C2、C3、C4與L2組成(cheng)第(di)二級(ji)濾(lv)波。

　　L1,L2為共模電感

　　整流(liu)及功率(lv)因數(shu)校正(zheng)電路(lu)：

　　整流橋：

　　流經二級管電(dian)流ID=3.55A

　　二(er)極管反向電(dian)壓V=373V

　　考慮(lv)實(shi)際工作情況故選BR601（35A/1000V）；

　　功率因數校正：

　　方案：BOOST型拓撲(pu)結構(gou)具有輸出電(dian)阻低，硬件電(dian)路及(ji)控(kong)制簡單，技術成熟(shu)，故選用(yong)BOOST結構(gou)；

　　芯片(pian)選(xuan)擇：TI公(gong)司(si)的UCC28019可(ke)控制(zhi)功(gong)率(lv)輸出為100W-2KW,功(gong)率(lv)因數可(ke)提高到0.95,符合(he)設(she)計要求，故(gu)此次設(she)計選(xuan)用該(gai)款(kuan)芯片(pian)；

　　方案選擇：

　　在開關管承受峰值電流和電壓的情況(kuang)下，全橋(qiao)(qiao)輸(shu)出功率為半橋(qiao)(qiao)的兩倍，并(bing)切在功率大于500W時，全橋(qiao)(qiao)相對于半橋(qiao)(qiao)更合適(shi)，故本次(ci)設(she)計采用全橋(qiao)(qiao)拓撲。

　　功率開(kai)關管選擇：

　　經過整流(liu)濾波后電壓最(zui)大(da)值(zhi)為373V,最(zui)大(da)初級電流(liu)為3.5A 考慮實(shi)際工作情況(kuang)選擇FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出整流二極管：

　　整流(liu)二(er)極管(guan)要承受(shou)的(de)最大反相電(dian)壓為100V,電(dian)流(liu)為10A,考慮實際工作(zuo)情況，我(wo)們選(xuan)用MUR3060（600V/30A）

　　全橋電路圖：

　　整流濾波輸(shu)出電路：

　　驅動電路：

　　PWM信號(hao)通(tong)過光耦隔離，經(jing)過反相器進入半(ban)橋驅(qu)動芯片IR2110 ,如(ru)圖所示(shi)的Q1、Q2半(ban)橋驅(qu)動電(dian)(dian)路(lu)，Q3、Q4驅(qu)動電(dian)(dian)路(lu)與(yu)此電(dian)(dian)路(lu)相同。

　　輔助電源供電：

　　本設計系統供電采(cai)用(yong)另制輔助電源，系統框圖如(ru)下：

　　本供(gong)電(dian)系統(tong)可提供(gong)穩定(ding)的(de)12V,5V,-12V電(dian)壓，且效(xiao)率(lv)較高。

　　智能控制電路(lu)設計：

　　電源PWM控制部分

　　本設計采用的(de)電源(yuan)核心控制部分的(de)芯(xin)片(pian)為(wei)美(mei)國通用公司芯(xin)片(pian)SG3525.控制電路如圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本設(she)計系統可以檢測電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)溫度(du)(du)，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)溫度(du)(du)，當電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)過溫時(shi)會關閉PWM的輸出波形，使電(dian)(dian)(dian)(dian)路停(ting)止(zhi)(zhi)工(gong)作，同時(shi)單片(pian)機會報警提示，當充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)過溫時(shi)，風冷系統會開(kai)啟，如果溫度(du)(du)繼續升高，則充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)會停(ting)止(zhi)(zhi)工(gong)作。

　　過(guo)流，短路保護電路

　　當電(dian)流過大，超(chao)過12A,電(dian)路會(hui)限(xian)流報(bao)警(jing)提(ti)(ti)示，在充(chong)電(dian)器啟(qi)動之前會(hui)進行(xing)短路檢測，當電(dian)阻小于0.5Ω時認為電(dian)路故障(zhang)，并(bing)報(bao)警(jing)提(ti)(ti)示。

　　系統軟件結構

　　四階段充(chong)電控制(zhi)策略：

　　四階段(duan)充電(dian)策略解(jie)析：

　　激活充電：充電器開始工(gong)作后單片機采集(ji)(ji)采集(ji)(ji)蓄電(dian)(dian)池端電(dian)(dian)壓檢測，若電(dian)(dian)壓過(guo)(guo)(guo)低說(shuo)明曾過(guo)(guo)(guo)度放電(dian)(dian)，為(wei)避免充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)過(guo)(guo)(guo)大，實行小電(dian)(dian)流(liu)(liu)激活。

　　恒流充電：恒流充電為(wei)10A.

　　恒壓(ya)(ya)充電：恒壓(ya)(ya)充電電壓(ya)(ya)為59V.

　　涓(juan)流浮充(chong)：當充(chong)電電流下(xia)降(jiang)到恒流下(xia)的0.1倍式，即1A時(shi)，采用涓(juan)流浮充(chong)。

　　四(si)階段充(chong)電(dian)策(ce)略保證充(chong)電(dian)初期能激活(huo)修復蓄電(dian)池，使(shi)蓄電(dian)池更經(jing)久(jiu)耐用，末期不過充(chong)，又能達到充(chong)滿的目(mu)的。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電(dian)源(yuan)EMC設計(ji)：整(zheng)流(liu)二極管(guan)采(cai)用肖(xiao)特基二級管(guan)做整(zheng)流(liu)管(guan)，開關管(guan)回路加RCD網絡，輸入端加EMI濾(lv)波電(dian)路，優化變壓器設計(ji)。

　　優(you)化PCB板布局和走(zou)線。

　　軟件抗干擾技術

　　采用程(cheng)序模塊間遠程(cheng)攔截技(ji)術。