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，就容易將技術向其他電池類型拓展。本選題具(ju)有實(shi)用性，對(dui)電賽方向人(ren)才培(pei)養也(ye)有針對(dui)性。

　　主要功能指標：

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

　　★輸出(chu)直流額(e)定電壓50V;

　　★輸入端(duan)加功率(lv)因數(shu)校正，功率(lv)因數(shu)90 %;

　　★充(chong)電初期效率(lv)大于80%;

　　★輸(shu)入(ru)電流失真度小于4%;

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

　　★具(ju)有(you)溫(wen)度檢測功能，可根據電(dian)池(chi)和環(huan)境溫(wen)度改(gai)變充電(dian)策(ce)略；

　　★具有友(you)好的(de)人機界面(mian)，可對充(chong)電策略(lve)進行調(diao)整(zheng)；

　　★散熱方式：風冷。

　　主電路的整(zheng)體框圖：

　　EMI濾波電(dian)路：

　　C1和(he)L1組成第一級EMI濾波

　　C2、C3、C4與L2組成第(di)二級濾波(bo)。

　　L1,L2為共模電(dian)感

　　整流(liu)及功率(lv)因(yin)數校(xiao)正(zheng)電路：

　　整流橋：

　　流(liu)經二級管電流(liu)ID=3.55A

　　二(er)極管反向(xiang)電壓V=373V

　　考(kao)慮實際工(gong)作情況故選BR601（35A/1000V）；

　　功率因數校正：

　　方案：BOOST型拓撲結(jie)構具有輸(shu)出電阻低，硬件電路及控制簡(jian)單(dan)，技術成熟(shu)，故選(xuan)用BOOST結(jie)構；

　　芯片選(xuan)擇：TI公司(si)的UCC28019可(ke)控制功(gong)率輸出為100W-2KW,功(gong)率因(yin)數可(ke)提高到(dao)0.95,符(fu)合設計要求，故此次設計選(xuan)用該款(kuan)芯片；

　　方案選擇：

　　在開關管承受峰值電(dian)流(liu)和電(dian)壓的情況下，全(quan)橋(qiao)(qiao)輸出功率(lv)為半(ban)橋(qiao)(qiao)的兩(liang)倍，并切在功率(lv)大于(yu)500W時，全(quan)橋(qiao)(qiao)相(xiang)對(dui)于(yu)半(ban)橋(qiao)(qiao)更(geng)合適，故(gu)本次設計(ji)采用全(quan)橋(qiao)(qiao)拓撲。

　　功率(lv)開關管選(xuan)擇：

　　經過整流濾波后(hou)電壓最大值為373V,最大初級電流為3.5A 考慮(lv)實(shi)際工作情況選擇FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出整(zheng)流二極管：

　　整流二極管要承(cheng)受的最大反(fan)相(xiang)電壓為100V,電流為10A,考慮(lv)實際工作情況，我們選用MUR3060（600V/30A）

　　全橋電路圖：

　　整流濾波輸出(chu)電路：

　　驅動電路：

　　PWM信號通過(guo)光耦隔離，經過(guo)反相器進(jin)入(ru)半(ban)橋(qiao)驅(qu)動芯片(pian)IR2110 ,如圖(tu)所示(shi)的Q1、Q2半(ban)橋(qiao)驅(qu)動電路，Q3、Q4驅(qu)動電路與此電路相同。

　　輔助電源供電：

　　本設計(ji)系統供電采用(yong)另制輔助電源，系統框(kuang)圖如下：

　　本(ben)供電系統可提供穩定的12V,5V,-12V電壓，且(qie)效率較高。

　　智能(neng)控(kong)制電路設(she)計(ji)：

　　電源PWM控(kong)制部分(fen)

　　本設(she)計采用的電源(yuan)核心控制部分的芯(xin)片為(wei)美國(guo)通(tong)用公司芯(xin)片SG3525.控制電路如圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本設計系統可以檢測(ce)電(dian)池溫(wen)(wen)度(du)，充電(dian)器(qi)溫(wen)(wen)度(du)，當電(dian)池過溫(wen)(wen)時(shi)會關閉PWM的輸出波形，使電(dian)路(lu)停止工作，同時(shi)單(dan)片機會報警(jing)提示，當充電(dian)器(qi)過溫(wen)(wen)時(shi)，風冷(leng)系統會開(kai)啟(qi)，如果溫(wen)(wen)度(du)繼續(xu)升高，則充電(dian)器(qi)會停止工作。

　　過流，短路保護(hu)電路

　　當電流過大，超過12A,電路會限流報警(jing)(jing)提示(shi)(shi)，在(zai)充電器啟動之前(qian)會進(jin)行短路檢測，當電阻(zu)小于0.5Ω時認為(wei)電路故(gu)障，并報警(jing)(jing)提示(shi)(shi)。

　　系統軟件結構

　　四階段充電控制策(ce)略：

　　四階段充電策略解析：

　　激活充電：充電器開始工作后(hou)單(dan)片機(ji)采集采集蓄電(dian)(dian)(dian)池端電(dian)(dian)(dian)壓檢測，若(ruo)電(dian)(dian)(dian)壓過低說明曾(ceng)過度放電(dian)(dian)(dian)，為避免充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)過大，實行(xing)小電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)激活。

　　恒流(liu)充電：恒流(liu)充電為10A.

　　恒(heng)壓充電：恒(heng)壓充電電壓為59V.

　　涓流(liu)浮充：當充電電流(liu)下(xia)降到(dao)恒流(liu)下(xia)的(de)0.1倍式(shi)，即1A時，采用涓流(liu)浮充。

　　四階段充(chong)電(dian)策略保(bao)證充(chong)電(dian)初期能激活修復蓄電(dian)池(chi)，使蓄電(dian)池(chi)更經久耐用，末期不過充(chong)，又(you)能達到充(chong)滿的目的。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電源(yuan)EMC設計(ji)：整流二極管(guan)采(cai)用肖特(te)基(ji)二級管(guan)做(zuo)整流管(guan)，開關(guan)管(guan)回路加RCD網絡，輸入(ru)端加EMI濾(lv)波電路，優化變(bian)壓器設計(ji)。

　　優化PCB板(ban)布(bu)局和走線。

　　軟件抗干擾技術

　　采(cai)用程序模塊(kuai)間遠程攔截技術(shu)。