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(jiang)技術向(xiang)其(qi)他(ta)電(dian)池類型(xing)拓展。本選題具有實用性，對電(dian)賽方向(xiang)人才培養也(ye)有針對性。

　　主要功能指標：

　　★輸入電壓單相50HZ ±10%,電壓有(you)效(xiao)值波(bo)動范圍220V ±20%,即(ji)有(you)效(xiao)值為176V-264V;

　　★輸出直流額定電壓50V;

　　★輸入端加功率(lv)(lv)因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)，功率(lv)(lv)因(yin)數(shu)90 %;

　　★充電(dian)初(chu)期(qi)效率(lv)大(da)于(yu)80%;

　　★輸(shu)入電流失真度小于4%;

　　★充(chong)電過程分(fen)為激，快(kuai)充(chong)和浮(fu)充(chong)；

　　★具(ju)有溫度檢測(ce)功能，可根據電池和(he)環(huan)境(jing)溫度改(gai)變充電策略；

　　★具(ju)有友好的人機界面(mian)，可(ke)對(dui)充電策略(lve)進行(xing)調整；

　　★散熱方式(shi)：風冷。

　　主電路的(de)整體框圖：

　　EMI濾波(bo)電路(lu)：

　　C1和L1組(zu)成第(di)一級EMI濾波

　　C2、C3、C4與L2組成第二級(ji)濾(lv)波(bo)。

　　L1,L2為共(gong)模電感

　　整流及功(gong)率因數校正電(dian)路：

　　整流橋：

　　流經二級管電流ID=3.55A

　　二極管(guan)反向電壓V=373V

　　考慮實際工作(zuo)情況故選BR601（35A/1000V）；

　　功率因數校正：

　　方案：BOOST型(xing)拓撲結構(gou)具有輸出(chu)電阻低，硬件電路(lu)及(ji)控制簡單，技(ji)術成熟，故選用BOOST結構(gou)；

　　芯片(pian)選擇(ze)：TI公司的UCC28019可控制功率輸出(chu)為100W-2KW,功率因數可提高到0.95,符合設(she)計(ji)要求，故此次設(she)計(ji)選用(yong)該款芯片(pian)；

　　方案選擇：

　　在(zai)開關(guan)管承(cheng)受(shou)峰(feng)值電(dian)流和電(dian)壓的情況(kuang)下，全橋輸出功(gong)率為(wei)半(ban)橋的兩倍，并切在(zai)功(gong)率大于(yu)500W時，全橋相對于(yu)半(ban)橋更合適(shi)，故本次(ci)設(she)計(ji)采用全橋拓撲。

　　功率開關管選擇：

　　經過整流濾波后電壓(ya)最(zui)大值為(wei)373V,最(zui)大初級(ji)電流為(wei)3.5A 考慮實際工作情況選擇(ze)FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出整流二極(ji)管：

　　整(zheng)流(liu)二極管(guan)要承受的最大反相電壓為100V,電流(liu)為10A,考慮實際工作情況(kuang)，我(wo)們選用(yong)MUR3060（600V/30A）

　　全橋電路圖：

　　整流(liu)濾(lv)波(bo)輸出電路：

　　驅動電路：

　　PWM信號通過光耦隔離，經過反相(xiang)器進入半(ban)(ban)橋(qiao)(qiao)驅(qu)動(dong)(dong)芯片IR2110 ,如圖所示的Q1、Q2半(ban)(ban)橋(qiao)(qiao)驅(qu)動(dong)(dong)電(dian)路，Q3、Q4驅(qu)動(dong)(dong)電(dian)路與(yu)此電(dian)路相(xiang)同(tong)。

　　輔助電源供電：

　　本設計系(xi)統供電采(cai)用(yong)另制輔助(zhu)電源，系(xi)統框(kuang)圖如(ru)下：

　　本供(gong)電系統可提(ti)供(gong)穩定的(de)12V,5V,-12V電壓，且效率(lv)較高。

　　智能控制(zhi)電路設計(ji)：

　　電源PWM控制部分(fen)

　　本設(she)計采用的電源核心控制(zhi)部分的芯片(pian)為美國通(tong)用公司芯片(pian)SG3525.控制(zhi)電路如(ru)圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本(ben)設(she)計系(xi)統可以檢(jian)測電(dian)(dian)池(chi)溫(wen)度，充電(dian)(dian)器(qi)溫(wen)度，當電(dian)(dian)池(chi)過(guo)溫(wen)時會關(guan)閉(bi)PWM的輸(shu)出波形，使電(dian)(dian)路(lu)停止工作，同時單片機(ji)會報警(jing)提示(shi)，當充電(dian)(dian)器(qi)過(guo)溫(wen)時，風冷系(xi)統會開啟(qi)，如(ru)果溫(wen)度繼(ji)續升高，則充電(dian)(dian)器(qi)會停止工作。

　　過(guo)流，短路保護電路

　　當電(dian)流過大，超(chao)過12A,電(dian)路會(hui)限流報警提(ti)示(shi)，在充電(dian)器啟動之前會(hui)進行短路檢測，當電(dian)阻小(xiao)于0.5Ω時認為(wei)電(dian)路故障，并報警提(ti)示(shi)。

　　系統軟件結構

　　四(si)階(jie)段充電控制策略：

　　四階段充電策略(lve)解析(xi)：

　　激活充電：充電器開(kai)始工作后單片機采集采集蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)端電(dian)(dian)(dian)壓檢測，若(ruo)電(dian)(dian)(dian)壓過(guo)(guo)低說(shuo)明(ming)曾過(guo)(guo)度放(fang)電(dian)(dian)(dian)，為(wei)避免(mian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)過(guo)(guo)大，實行小電(dian)(dian)(dian)流(liu)激活。

　　恒流(liu)充電(dian)：恒流(liu)充電(dian)為(wei)10A.

　　恒(heng)壓充電：恒(heng)壓充電電壓為59V.

　　涓(juan)流(liu)(liu)浮充：當充電電流(liu)(liu)下(xia)降到恒(heng)流(liu)(liu)下(xia)的(de)0.1倍式，即1A時，采用(yong)涓(juan)流(liu)(liu)浮充。

　　四階段充(chong)(chong)電(dian)策略保證(zheng)充(chong)(chong)電(dian)初期能(neng)激活修復蓄(xu)電(dian)池(chi)，使蓄(xu)電(dian)池(chi)更(geng)經久耐用(yong)，末期不(bu)過充(chong)(chong)，又(you)能(neng)達(da)到充(chong)(chong)滿的(de)目的(de)。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電(dian)源(yuan)EMC設計：整流二極(ji)管(guan)采用肖特基(ji)二級管(guan)做(zuo)整流管(guan)，開關管(guan)回(hui)路加(jia)RCD網絡，輸入端(duan)加(jia)EMI濾波(bo)電(dian)路，優化變壓器設計。

　　優(you)化PCB板布局(ju)和(he)走線。

　　軟件抗干擾技術

　　采用程序(xu)模塊間遠程攔截技術(shu)。