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，就容易將(jiang)技(ji)術向其他電池類型拓展。本選題具有實用(yong)性，對(dui)電賽(sai)方向人才培養(yang)也有針對(dui)性。

　　主要功能指標：

　　★輸入電壓單相50HZ ±10%,電壓有效值波動(dong)范圍220V ±20%,即有效值為176V-264V;

　　★輸出直(zhi)流(liu)額定電壓50V;

　　★輸入端加功(gong)(gong)率因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)，功(gong)(gong)率因(yin)數(shu)90 %;

　　★充電初期(qi)效率大(da)于80%;

　　★輸入電流失真度小于(yu)4%;

　　★充電過程分(fen)為激，快充和浮充；

　　★具有溫度檢(jian)測功(gong)能，可根據(ju)電池和(he)環境溫度改變充電策略；

　　★具有友好的人機界面，可對充電策略進行調整；

　　★散熱方式：風(feng)冷。

　　主電路的整體框圖：

　　EMI濾波電路(lu)：

　　C1和L1組成第一級EMI濾(lv)波

　　C2、C3、C4與L2組成第二(er)級濾波(bo)。

　　L1,L2為共模電感

　　整(zheng)流及功率因數校(xiao)正電(dian)路：

　　整流橋：

　　流經二級管(guan)電流ID=3.55A

　　二極管反向電(dian)壓V=373V

　　考慮實(shi)際工作情況故選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(lu)及控制簡單，技術成熟，故選用BOOST結(jie)構；

　　芯(xin)(xin)片選擇：TI公(gong)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(fu)合設計(ji)要求，故此次設計(ji)選用(yong)該款芯(xin)(xin)片；

　　方案選擇：

　　在(zai)開關管承受峰值電流和(he)電壓的情況下，全橋(qiao)輸(shu)出功率為半(ban)橋(qiao)的兩倍，并切在(zai)功率大于(yu)500W時，全橋(qiao)相對于(yu)半(ban)橋(qiao)更合適，故本(ben)次(ci)設計(ji)采用全橋(qiao)拓撲。

　　功率開(kai)關管選(xuan)擇：

　　經過整(zheng)流濾波后電(dian)壓最大值為(wei)373V,最大初(chu)級電(dian)流為(wei)3.5A 考(kao)慮實際(ji)工作情況(kuang)選擇FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出(chu)整流(liu)二極管：

　　整流(liu)二(er)極管要承受(shou)的最大反相電(dian)壓為(wei)100V,電(dian)流(liu)為(wei)10A,考慮(lv)實際工作情況，我(wo)們選用MUR3060（600V/30A）

　　全橋電路圖：

　　整(zheng)流濾波輸出電路：

　　驅動電路：

　　PWM信號通過光耦隔(ge)離，經過反(fan)相器進入半橋(qiao)驅(qu)(qu)動芯片IR2110 ,如圖所示的Q1、Q2半橋(qiao)驅(qu)(qu)動電(dian)路，Q3、Q4驅(qu)(qu)動電(dian)路與(yu)此(ci)電(dian)路相同。

　　輔助電源供電：

　　本(ben)設計(ji)系(xi)統供電采用另制輔助電源，系(xi)統框(kuang)圖(tu)如下(xia)：

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

　　智能控制(zhi)電路設計(ji)：

　　電源PWM控制部(bu)分

　　本設計采(cai)用的(de)電源核心控制部分(fen)的(de)芯片(pian)(pian)為美(mei)國通(tong)用公司芯片(pian)(pian)SG3525.控制電路如圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本設(she)計(ji)系統(tong)可(ke)以檢(jian)測(ce)電(dian)池溫(wen)(wen)(wen)度，充電(dian)器溫(wen)(wen)(wen)度，當(dang)電(dian)池過溫(wen)(wen)(wen)時(shi)會關閉PWM的輸出波(bo)形，使電(dian)路停止(zhi)工(gong)作(zuo)，同(tong)時(shi)單(dan)片機會報警提示，當(dang)充電(dian)器過溫(wen)(wen)(wen)時(shi)，風(feng)冷系統(tong)會開(kai)啟，如果溫(wen)(wen)(wen)度繼續升高，則充電(dian)器會停止(zhi)工(gong)作(zuo)。

　　過(guo)流，短路(lu)保(bao)護電路(lu)

　　當電(dian)流過大，超過12A,電(dian)路(lu)會(hui)(hui)限流報(bao)警提示，在充電(dian)器(qi)啟動之前會(hui)(hui)進(jin)行短路(lu)檢測，當電(dian)阻小于(yu)0.5Ω時認(ren)為(wei)電(dian)路(lu)故障，并報(bao)警提示。

　　系統軟件結構

　　四階段充電控制策略：

　　四(si)階段(duan)充電策略解析：

　　激活充電：充電器開始(shi)工作后單片機采集采集蓄電池端電壓檢測，若電壓過(guo)低(di)說明曾過(guo)度放電，為避免充電電流過(guo)大，實行小電流激活。

　　恒流(liu)充電：恒流(liu)充電為10A.

　　恒壓(ya)充電(dian)：恒壓(ya)充電(dian)電(dian)壓(ya)為59V.

　　涓流(liu)(liu)浮(fu)充：當充電電流(liu)(liu)下(xia)(xia)降到恒流(liu)(liu)下(xia)(xia)的0.1倍式，即1A時，采(cai)用涓流(liu)(liu)浮(fu)充。

　　四階段充(chong)電(dian)策(ce)略保證充(chong)電(dian)初期能激活修(xiu)復(fu)蓄電(dian)池(chi)，使蓄電(dian)池(chi)更經久耐用，末期不過充(chong)，又能達到充(chong)滿的目的。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電(dian)源EMC設(she)(she)計：整(zheng)流二(er)極管采用肖特基二(er)級管做整(zheng)流管，開關管回路加(jia)RCD網絡，輸入端(duan)加(jia)EMI濾波電(dian)路，優化變壓器(qi)設(she)(she)計。

　　優化PCB板布局和(he)走線。

　　軟件抗干擾技術

　　采用程(cheng)序(xu)模(mo)塊間遠程(cheng)攔截技術。