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(rong)易將技(ji)術(shu)向其(qi)他電池類型拓展。本選題具有(you)實用性，對電賽方向人才培養也有(you)針對性。

　　主要功能指標：

　　★輸入電(dian)壓單相50HZ ±10%,電(dian)壓有(you)效值波動范圍220V ±20%,即(ji)有(you)效值為176V-264V;

　　★輸出直流額(e)定電(dian)壓50V;

　　★輸入端(duan)加功率因(yin)數(shu)校正(zheng)，功率因(yin)數(shu)90 %;

　　★充電初期效率大于80%;

　　★輸入電流失真度小于4%;

　　★充電過程分為激(ji)，快充和浮(fu)充；

　　★具有溫度(du)檢測(ce)功能(neng)，可根(gen)據電(dian)池(chi)和環境溫度(du)改(gai)變充電(dian)策略；

　　★具有友好的人機界面，可對充電策略進(jin)行調整；

　　★散熱方式(shi)：風冷。

　　主電路的(de)整(zheng)體框(kuang)圖(tu)：

　　EMI濾波電路(lu)：

　　C1和L1組成第一(yi)級EMI濾波(bo)

　　C2、C3、C4與(yu)L2組成第二級濾波。

　　L1,L2為共模(mo)電(dian)感(gan)

　　整流及功(gong)率(lv)因數校正電路(lu)：

　　整流橋：

　　流經(jing)二級管(guan)電流ID=3.55A

　　二極管反向電壓(ya)V=373V

　　考慮實際工(gong)作(zuo)情況故(gu)選BR601（35A/1000V）；

　　功率因數校正：

　　方案(an)：BOOST型拓(tuo)撲結構具有輸(shu)出電(dian)阻(zu)低，硬件電(dian)路及控制簡單(dan)，技術成熟(shu)，故(gu)選(xuan)用BOOST結構；

　　芯(xin)片選擇(ze)：TI公司的UCC28019可(ke)控制(zhi)功(gong)率輸出為100W-2KW,功(gong)率因數可(ke)提高到0.95,符(fu)合設計(ji)要求，故此次設計(ji)選用該款芯(xin)片；

　　方案選擇：

　　在(zai)開(kai)關(guan)管承受峰值電流(liu)和(he)電壓的情(qing)況下，全(quan)橋(qiao)輸出功(gong)率為(wei)半橋(qiao)的兩(liang)倍，并切在(zai)功(gong)率大(da)于500W時，全(quan)橋(qiao)相對于半橋(qiao)更(geng)合適，故本次設計采用全(quan)橋(qiao)拓撲(pu)。

　　功率開關管選擇：

　　經過整(zheng)流濾波(bo)后電壓最(zui)大(da)值為(wei)373V,最(zui)大(da)初級電流為(wei)3.5A 考慮(lv)實(shi)際工作情況選擇FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出整流二極(ji)管：

　　整流二極管(guan)要承受的最(zui)大反相電(dian)壓為100V,電(dian)流為10A,考慮實際(ji)工作情況，我們選用MUR3060（600V/30A）

　　全橋電路圖：

　　整流濾(lv)波輸出電(dian)路：

　　驅動電路：

　　PWM信號通過光耦隔離，經過反(fan)相器(qi)進入半橋驅(qu)動芯片IR2110 ,如(ru)圖所(suo)示的Q1、Q2半橋驅(qu)動電路(lu)，Q3、Q4驅(qu)動電路(lu)與此電路(lu)相同。

　　輔助電源供電：

　　本設計系統供(gong)電采用另(ling)制輔助電源，系統框(kuang)圖如(ru)下：

　　本供電(dian)系統可提(ti)供穩定的12V,5V,-12V電(dian)壓，且效率較高。

　　智(zhi)能控制電路設計：

　　電源PWM控(kong)制部分

　　本設計采用的電(dian)(dian)源核心(xin)控制部分的芯片為(wei)美國(guo)通(tong)用公司芯片SG3525.控制電(dian)(dian)路(lu)如圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本設計系統可以檢測電池溫度，充(chong)電器(qi)溫度，當電池過溫時(shi)會(hui)(hui)關(guan)閉PWM的輸出波形，使電路(lu)停(ting)止工(gong)作，同時(shi)單片機會(hui)(hui)報警提示，當充(chong)電器(qi)過溫時(shi)，風(feng)冷系統會(hui)(hui)開啟，如果溫度繼續升高，則充(chong)電器(qi)會(hui)(hui)停(ting)止工(gong)作。

　　過流，短(duan)路保(bao)護電路

　　當(dang)電流(liu)過大，超過12A,電路會限(xian)流(liu)報(bao)警提(ti)示，在充電器啟動之前會進行短(duan)路檢測，當(dang)電阻小于0.5Ω時認為電路故(gu)障，并報(bao)警提(ti)示。

　　系統軟件結構

　　四階(jie)段充(chong)電(dian)控制策略：

　　四階段(duan)充電策略解析：

　　激活充電：充電器開始工作(zuo)后(hou)單(dan)片機(ji)采集采集蓄電(dian)池端電(dian)壓(ya)檢測，若電(dian)壓(ya)過(guo)低說(shuo)明曾過(guo)度放電(dian)，為避免充電(dian)電(dian)流(liu)過(guo)大，實(shi)行小電(dian)流(liu)激活。

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

　　恒壓充(chong)(chong)電(dian)：恒壓充(chong)(chong)電(dian)電(dian)壓為59V.

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

　　四階段充(chong)電策略保(bao)證(zheng)充(chong)電初(chu)期能激活修復蓄電池，使蓄電池更經久耐用，末期不過充(chong)，又(you)能達到充(chong)滿的(de)(de)目的(de)(de)。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電源EMC設計：整(zheng)流(liu)二(er)極管采用(yong)肖(xiao)特基二(er)級管做整(zheng)流(liu)管，開關管回(hui)路加RCD網(wang)絡，輸入端加EMI濾波(bo)電路，優(you)化變壓器設計。

　　優化PCB板布局(ju)和(he)走線。

　　軟件抗干擾技術

　　采用程(cheng)序模塊(kuai)間遠程(cheng)攔截技術(shu)。