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(yi)將技術向(xiang)(xiang)其(qi)他(ta)電池類型拓展。本選題具有實用(yong)性，對電賽方向(xiang)(xiang)人才培養也有針對性。

　　主要功能指標：

　　★輸入電壓(ya)單相50HZ ±10%,電壓(ya)有效(xiao)(xiao)值(zhi)波動(dong)范(fan)圍220V ±20%,即有效(xiao)(xiao)值(zhi)為176V-264V;

　　★輸出直流(liu)額(e)定電(dian)壓50V;

　　★輸入(ru)端加功(gong)率因數(shu)校正，功(gong)率因數(shu)90 %;

　　★充電(dian)初期效率大于80%;

　　★輸入電流失真度小于(yu)4%;

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

　　★具有溫度檢測功(gong)能，可根據電池和環境溫度改變充電策略；

　　★具有友好的人機(ji)界面，可對充電(dian)策(ce)略進(jin)行調整；

　　★散熱方式：風冷。

　　主電路的整(zheng)體框(kuang)圖：

　　EMI濾波電(dian)路：

　　C1和L1組(zu)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

　　整流(liu)及(ji)功率因數校正電路(lu)：

　　整流橋：

　　流經二級管電(dian)流ID=3.55A

　　二極管反向電壓V=373V

　　考(kao)慮實際(ji)工作情(qing)況(kuang)故選BR601（35A/1000V）；

　　功率因數校正：

　　方案：BOOST型拓撲(pu)結(jie)構具有輸(shu)出電(dian)(dian)阻低，硬(ying)件電(dian)(dian)路(lu)及控制簡單(dan)，技術成(cheng)熟，故選用BOOST結(jie)構；

　　芯片選擇(ze)：TI公司的UCC28019可(ke)(ke)控制功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)為100W-2KW,功(gong)率(lv)因(yin)數可(ke)(ke)提高到0.95,符合設(she)計(ji)要求，故此次設(she)計(ji)選用(yong)該款(kuan)芯片；

　　方案選擇：

　　在(zai)(zai)開關管(guan)承(cheng)受峰值電流(liu)和電壓的(de)情況下，全(quan)橋(qiao)輸出功(gong)率為半橋(qiao)的(de)兩倍，并切在(zai)(zai)功(gong)率大于500W時，全(quan)橋(qiao)相對于半橋(qiao)更(geng)合適，故(gu)本次設計(ji)采用全(quan)橋(qiao)拓(tuo)撲。

　　功率開關管(guan)選擇：

　　經過(guo)整流(liu)濾(lv)波(bo)后(hou)電壓最大值為(wei)(wei)373V,最大初級電流(liu)為(wei)(wei)3.5A 考慮實際工作情況選擇FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出(chu)整流二極管(guan)：

　　整流(liu)(liu)二極管要承受的最大反(fan)相電壓為(wei)100V,電流(liu)(liu)為(wei)10A,考(kao)慮實際工作情況，我們(men)選用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(ou)隔離，經過反(fan)相器進入半(ban)橋驅動芯片IR2110 ,如圖所示(shi)的Q1、Q2半(ban)橋驅動電(dian)路(lu)，Q3、Q4驅動電(dian)路(lu)與此電(dian)路(lu)相同。

　　輔助電源供電：

　　本(ben)設計系統供電采用另制(zhi)輔助(zhu)電源，系統框圖如下：

　　本供電系統可提供穩定的12V,5V,-12V電壓，且效率較(jiao)高。

　　智能控制電(dian)路設計：

　　電源PWM控制部(bu)分(fen)

　　本(ben)設計采(cai)用的(de)電(dian)源核心控制部分的(de)芯(xin)片(pian)為美國通(tong)用公司芯(xin)片(pian)SG3525.控制電(dian)路(lu)如圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本設(she)計系(xi)統可(ke)以檢(jian)測電(dian)(dian)池(chi)溫(wen)度，充電(dian)(dian)器溫(wen)度，當電(dian)(dian)池(chi)過溫(wen)時會(hui)關閉(bi)PWM的輸出波形，使(shi)電(dian)(dian)路停止工(gong)作(zuo)，同(tong)時單片機(ji)會(hui)報(bao)警提示，當充電(dian)(dian)器過溫(wen)時，風(feng)冷系(xi)統會(hui)開啟，如(ru)果(guo)溫(wen)度繼續(xu)升(sheng)高(gao)，則充電(dian)(dian)器會(hui)停止工(gong)作(zuo)。

　　過流，短路保護電路

　　當電(dian)(dian)流(liu)過大(da)，超過12A,電(dian)(dian)路(lu)(lu)會(hui)限流(liu)報(bao)警(jing)(jing)提示(shi)，在充電(dian)(dian)器啟(qi)動之前(qian)會(hui)進行短路(lu)(lu)檢測，當電(dian)(dian)阻(zu)小(xiao)于0.5Ω時認為電(dian)(dian)路(lu)(lu)故障，并報(bao)警(jing)(jing)提示(shi)。

　　系統軟件結構

　　四階(jie)段充電控制(zhi)策略：

　　四階段充(chong)電策略解析(xi)：

　　激活充電：充電器開始工作后單(dan)片機采集(ji)采集(ji)蓄電(dian)(dian)(dian)池端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)檢(jian)測，若電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)過(guo)(guo)低說明(ming)曾過(guo)(guo)度放電(dian)(dian)(dian)，為避(bi)免(mian)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流過(guo)(guo)大，實行小電(dian)(dian)(dian)流激活。

　　恒流(liu)充電：恒流(liu)充電為10A.

　　恒壓充電：恒壓充電電壓為59V.

　　涓流(liu)浮充：當充電電流(liu)下降到恒流(liu)下的(de)0.1倍式，即(ji)1A時(shi)，采用涓流(liu)浮充。

　　四階段充電策略保證充電初(chu)期(qi)能激活修復蓄電池(chi)，使(shi)蓄電池(chi)更經久耐用，末期(qi)不過充，又(you)能達到充滿的目的。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電源EMC設計：整(zheng)流二極管采用(yong)肖(xiao)特基二級管做(zuo)整(zheng)流管，開關管回路加(jia)RCD網絡，輸入端加(jia)EMI濾波電路，優化變壓器設計。

　　優化PCB板(ban)布局和走線。

　　軟件抗干擾技術

　　采用程序(xu)模塊(kuai)間遠程攔截技術(shu)。