該航空蓄電池充電器為飛(fei)機某(mou)型號蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)專門(men)設計，主(zhu)要實現兩階段充(chong)電(dian)(dian)功(gong)能，即恒流(liu)(liu)充(chong)電(dian)(dian)狀(zhuang)態（以20A的(de)大(da)電(dian)(dian)流(liu)(liu)充(chong)電(dian)(dian)）和(he)涓(juan)流(liu)(liu)充(chong)電(dian)(dian)狀(zhuang)態（以3A的(de)小(xiao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)充(chong)電(dian)(dian)）。蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)充(chong)電(dian)(dian)器使用的(de)工作電(dian)(dian)源(yuan)為115V/400Hz的(de)航空電(dian)(dian)源(yuan)，充(chong)電(dian)(dian)器能在1小(xiao)時內完(wan)成恒流(liu)(liu)充(chong)電(dian)(dian)，隨后以涓(juan)流(liu)(liu)狀(zhuang)態對蓄(xu)電(dian)(dian)池(chi)組進行充(chong)電(dian)(dian)直至充(chong)電(dian)(dian)結(jie)束，每(mei)個(ge)充(chong)電(dian)(dian)過程在2個(ge)小(xiao)時內完(wan)成。

　　2　充電器總體設計方案
 
 　　航空蓄電(dian)池(chi)充電(dian)器的(de)主電(dian)路(lu)如圖(tu)1所示，電(dian)源(yuan)(yuan)變(bian)換(huan)器采(cai)用(yong)了(le)由半橋(qiao)變(bian)換(huan)器、高(gao)頻(pin)變(bian)壓器和輸(shu)出整流濾波電(dian)路(lu)組成的(de)半橋(qiao)變(bian)換(huan)器[1]，該(gai)電(dian)路(lu)結(jie)構簡單，工作可靠，功率(lv)管(guan)為場(chang)效應(ying)(ying)管(guan)，而且開關管(guan)承受的(de)電(dian)壓為電(dian)源(yuan)(yuan)電(dian)壓，故可在電(dian)源(yuan)(yuan)電(dian)壓較高(gao)的(de)場(chang)合應(ying)(ying)用(yong)。通(tong)常高(gao)頻(pin)大功率(lv)變(bian)換(huan)器開關頻(pin)率(lv)一般都大于(yu)15kHz，為了(le)使功率(lv)電(dian)路(lu)小型化(hua)、減小失真并(bing)保持高(gao)的(de)變(bian)換(huan)效率(lv)，該(gai)充電(dian)器采(cai)用(yong)了(le)20kHz的(de)開關頻(pin)率(lv)。

　　3 SG3525芯片介紹
 
　　SG3525是美國通用公司的產品，如圖2所示，內部電路主要由基準電源、振蕩器、誤差放大器、PWM比較器與鎖存器、分相器、欠電壓鎖定、輸出級、軟啟動以及關斷電路等組成。基準電源是一個典型的三端穩壓器，精度可達，采用了溫度補償。作為內部電路的供電電源，并可向外輸出40mA電流。振蕩器由一個雙門限比較器，一個恒流源及電容充放電電路組成，在芯片外部由5腳對地接一電容器，6腳對地接一電阻，5腳和7腳之間外接電阻即可構成該振蕩器。
 

圖3 SG3525芯(xin)片(pian)各(ge)點的工作(zuo)波形(xing)

 　　SG3525芯(xin)片各(ge)點(dian)的(de)工作波形如(ru)圖3所示，由誤差(cha)放大(da)器輸出(chu)(chu)(chu)的(de)電(dian)(dian)壓Ve與鋸齒波的(de)交點(dian)可(ke)(ke)得一(yi)負的(de)PWM信(xin)號。由PWM信(xin)號、時(shi)鐘(zhong)(zhong)信(xin)號及分相器輸出(chu)(chu)(chu)的(de)Q (或 )信(xin)號，根據(ju)或非門的(de)邏輯可(ke)(ke)得兩個或非門的(de)輸出(chu)(chu)(chu)信(xin)號Va和(he)Vb。由波形圖可(ke)(ke)以看出(chu)(chu)(chu)，PWM比較器的(de)反相輸入端電(dian)(dian)平越(yue)高，輸出(chu)(chu)(chu)脈沖(chong)Va和(he)Vb的(de)占(zhan)空比越(yue)大(da)；反之(zhi)越(yue)小。根據(ju)這一(yi)規律來實現該控(kong)制器的(de)調(diao)壓、軟啟動(dong)及保護(hu)功能。另(ling)外，可(ke)(ke)以通過(guo)改(gai)變5腳(jiao)和(he)7腳(jiao)之(zhi)間(jian)的(de)外接電(dian)(dian)阻的(de)大(da)小，使時(shi)鐘(zhong)(zhong)脈沖(chong)寬(kuan)度(du)變化來實現死區(qu)大(da)小的(de)調(diao)節[2]。

　　4 充電器的控制與保護策略

　　航空(kong)蓄電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)器的(de)(de)控制(zhi)原理框(kuang)圖(tu)如圖(tu)4所(suo)示。芯(xin)片(pian)SG3525產(chan)生的(de)(de)兩路 PWM波經過(guo)光耦(ou)隔離(li)以后(hou)，被送(song)入IR2130從而(er)驅(qu)動開關管(guan)工(gong)作，由于充電(dian)(dian)(dian)器的(de)(de)負載為電(dian)(dian)(dian)壓(ya)時(shi)刻變(bian)化的(de)(de)航空(kong)蓄電(dian)(dian)(dian)池，因(yin)此在控制(zhi)電(dian)(dian)(dian)路中還采用(yong)了電(dian)(dian)(dian)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)流雙閉環控制(zhi)、過(guo)流及過(guo)溫保護電(dian)(dian)(dian)路，從而(er)能保證充電(dian)(dian)(dian)器高效、可靠的(de)(de)完成(cheng)整個充電(dian)(dian)(dian)過(guo)程。     

   充電器的工作過程可以簡單的描述為：當充電器檢測到蓄電池兩端的電壓低于某一定值電壓（第一定值）時，充電器開始工作并進入恒流充電狀態，此時由外部的電壓傳感器和電流傳感器采集來的電壓、電流信號傳送到控制電路進行電壓、電流雙閉環調節，保持充電電流恒定；當充電電壓達到另一定值（第二定值）電壓時，蓄電池充電器進入涓流充電狀態，當蓄電池充電器檢測到蓄電(dian)池兩端(duan)電(dian)壓不再發生(sheng)明顯變(bian)化時，充電(dian)過程結束。

　 單片機系統以AD公司的數據采集系統芯片ADuC812為核心，采用單片機C語言進行編程，該芯片以8951為內核，集成了高精度的多通道ADC和 DAC，具有在線可編程功能，該系統的主要功能是通過人機接口（按鍵，LED顯示）來設置對蓄電池的充電電流的大小，用采集到的電流和電壓值與設定值進行數字式PID調節，以控制D/A輸出，并在充電的過程中實時顯示蓄電池電壓、電流值和充電時間。
　　軟件設計的流程圖如圖5所示，在恒流充電階段，電壓傳感器產生的電壓信號、電流傳感器產生的電壓信號傳送到單片機以后，單片機產生2V的D/A信號給調理電路，在檢測到蓄電池兩端電壓達到第二定值時，充電器進入涓流充電階段，單片機電路產生較小的D/A值，使蓄電池以較小的電流充電(涓流充電)，當檢測到蓄電池電壓不再上升（或者發生明顯的變化）時，單片機電路給出關斷充電器信號，蓄電池充電過程結束。
  使用該蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器對(dui)某型號航空蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)進行(xing)了充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)試驗，最大充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)限(xian)制(zhi)為30A，溫度(du)限(xian)制(zhi)值定為350C。蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的初始(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)為20V，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)開始(shi)時(shi)，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器以20A的電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)對(dui)蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)持(chi)續充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)約58分(fen)鐘(zhong)(zhong)，然后以較小的電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)3A對(dui)蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)進行(xing)涓流(liu)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)，直(zhi)至蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)上(shang)升到32.45V時(shi)，蓄(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)兩(liang)端的電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)不再發生明顯的上(shang)升現象(xiang)，此時(shi)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器停止充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)，歷(li)時(shi)150分(fen)鐘(zhong)(zhong)。

　　本文提出了一種鎘鎳航空蓄電池充電器的設計方案和(he)(he)控(kong)制原理，精確實現(xian)了(le)恒流充(chong)電(dian)和(he)(he)涓流充(chong)電(dian)功能，該充(chong)電(dian)器(qi)實現(xian)了(le)輸出與電(dian)網的高(gao)頻電(dian)氣隔離，充(chong)電(dian)效率高(gao)，使用方便，工作(zuo)穩定，有效地縮短了(le)充(chong)電(dian)時間，提(ti)高(gao)了(le)充(chong)電(dian)質量，便于現(xian)場(chang)應用，滿足航空蓄電(dian)池(chi)的使用要求，現(xian)已(yi)經(jing)裝備(bei)使用，效果良好。