电动车充电器毕业设计
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电子产业的发展，也极大的推进了电力的利用。各种各样的充电式产品诞生并得到极大的发展，其高效、环保、便捷等优点正逐步渗入我们的生活。根据电动自行车铅酸蓄电池的特点，当其为36V/12AH时，采用限压恒流充电方式，初始充电电流最大不宜超过3A。也就是说，充电器输出最大达到44V/3A/130W，已经可满足。在充电过程中，充电电流还将逐渐降低。
本设计是利用普通常用的元器件实现电动车的充电功能。其性能可达到：①可以产生44V电压充电，充电过程以指示灯为状态显示。②采用整流稳压电路，以实现安全充电，其常用的器件在实现快速充电的同时又加以保护电路，以保证元器件的性能。③采用LM324四运放器进行电压比较，可实现电路比较功能。
第二章 系统总体的设计
第一章
1.1课题研究的背景
（1） 充电器发展概况
自从上世纪的六、七十年代以来，电子技术领域得到了飞速的发展，可谓是日新月异，不仅在理论上，而且越来越多地运用到我们的日常生活中，致使工业、农业、科技和国防等领域以及人们的社会生活都发生着令人瞩目的变革。小到可以随身携带的电子产品，如MP3，USB存储器，大到电瓶车、电视、巨型计算机，在我们日常生活中越来越方便了我们的生活，在21世纪，电子技术在以更快的速度前进，新一代的电子产品更广泛地应用在我们生活的各个方面。
2.1系统实现功能及技术指标
（1）充电保护：在充电过程中，能够自行调节输出电流及电压，保证充电电电压在44V左右。
（2）充电显示：通过LED灯的闪烁，能够显示当前的充电状态。
（3）电压参数：2V交流转换成44V直流。
2.2系统实现结构图
根据课题的要求和技术指标，能实现对充电过程的保护、充电状态显示等的方案可谓很多。但要对方案的性能、成本、体积、难易程度等进行分析与比较，本着以满足功能要求为前提，综合考虑，确定方案。本次充电器的设计包含四部分，即电源电路、振荡电路、保护电路及充电状态指示电路。结构图如图2.1.1所示。
电动车充电器
摘
随着电动车的普及，电动车充电器的使用也越来越广泛。充电器的种类很多，其原理小异。物美价廉使其得到广泛应用。本设计是基于对电动车充电，采用普通的电子元件、不用昂贵的专用集成电路，既便于制作又降低制作费用。
本次电动车充电器的设计是将220V市电经整流、滤波、稳压输出44V对电池进行充电，同时本电路具有电压保护电路及灯光指示充电状态的功能。主电路主要分为电源电路、振荡电路、电压保护电路、充电状态指示电路四个单元电路。基准电路采用TL431精密基准稳压源输出2.5V电压以控制电压变化，LM324四运算放大器起到过流保护、稳定输出电压、控制充放电状态等作用。本次设计主要从总体方案设计、基本电路介绍、单元电路设计等方面进行详细的介绍。
图2.2.1
根据图2.2.1，显然需要运算放大器、光电耦合器、场效应管等功能部件，其中的每一个功能部件又都有多种选择的余地，当我们对每一个功能部件进行分析、比较、选择和确定后，总体方案便确定下来了。
下面将讲述设计中一些重要器件的应用特性及其选择原因。
2.3 功能元器件的概述
2.3.1 稳压二极管
稳压二极管(又叫齐纳二极管)是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时，在一定的电流围（或者说在一定功率损耗围），端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。稳压二极管是根据击穿电压来分档的。图2.3.1即为稳压管等效电路。
图2.3.1
(1)稳压管工作原理
稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。如图2.3.2画出了稳压管的伏安特性及其符号。稳压管反向击穿后，电流虽然在很大围变化，但稳压管两端的电压变化很小。利用这一特性，稳压管在电路中能起稳压作用。因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。其伏安特性见稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。
（2） 充电器常见的几种充电模式
1) 限流恒压充电模式
2) 两阶段恒流充电模式
3) 恒流脉冲充电模式
此三种充电模式均为业界推荐采用，其各阶段充电电流间的转换，都分别受有温度补偿的转换电压Vmin（快充最低允许电压）、Vbik（快充终止电压）和Vflt（浮充电压）控制。
1.2课题研究的容
本此设计的容是将220V市电通过一系列的转换与控制输出稳定的电压44V对电动车进行充电。本文通过四部分电路的设计来实现充电器的功能，即电源电路、振荡电路、保护电路和充电状态指示电路。该电路能够实现电压的自动转换、充电过程的自动保护及充电状态的指示，克服了种种充电时的隐患。
设计中主要以模拟器件为核心设计并制作了充电电路。该电路能实现充电过程的自动控制，设计中用桥式整流、滤波将220V交流电转换成311V直流电，经变压器反馈振荡得到44V充电电压，充电过程中有保护电路控制电压的输出，同时指示电路反应充电的状态。其间用到了精密基准稳压源及四运放集成电路等重要元件。在设计过程方面，从总体方案、单元电路、元器件选择和设计到调试等同样进行了细致的介绍。
3.3保护电路的设计26
3.3.1过流保护电路的设计27
3.3.2输出回路的设计28
3.3.3基准电路的设计28
3.3.4电压比较电路的设计29
3.4充电状态指示电路的设计29
第四章整体调试31
4.1整体电路的连接及工作原理31
4.2调试及说明32
4.2调试注意事项32
第五章总结与展望34
致36
参考文献37
关键词：充电器 电源 振荡 保护电路
A
【英文摘要正文输入】
Keywords:
摘要I
Abstract（外语专业的需要）II
目录III
第一章绪论1
1.1课题研究的背景1
1.2课题研究的容1
第二章系统总体的设计3
2.1系统实现功能及技术指标3
2.2系统实现结构图3
2.3功能元器件的概述3
2.3.1稳压二极管3
2.3.2变压器5
2.3.3场效应管6
2.3.4光电耦合器8
2.3.5四运放集成电路LM3249
2.3.6精密基准稳压源TL43113
第三章充电器系统硬件电路的设计16
3.1电源电路的设计16
3.1.1单相整流电路16
3.1.2滤波电路20
3.2振荡电路的设计23
3.2.1振荡电路的振荡方式24
3.2.2振荡电路的分类24
本设计是利用普通常用的元器件实现电动车的充电功能。其性能可达到：①可以产生44V电压充电，充电过程以指示灯为状态显示。②采用整流稳压电路，以实现安全充电，其常用的器件在实现快速充电的同时又加以保护电路，以保证元器件的性能。③采用LM324四运放器进行电压比较，可实现电路比较功能。
第二章 系统总体的设计
第一章
1.1课题研究的背景
（1） 充电器发展概况
自从上世纪的六、七十年代以来，电子技术领域得到了飞速的发展，可谓是日新月异，不仅在理论上，而且越来越多地运用到我们的日常生活中，致使工业、农业、科技和国防等领域以及人们的社会生活都发生着令人瞩目的变革。小到可以随身携带的电子产品，如MP3，USB存储器，大到电瓶车、电视、巨型计算机，在我们日常生活中越来越方便了我们的生活，在21世纪，电子技术在以更快的速度前进，新一代的电子产品更广泛地应用在我们生活的各个方面。
2.1系统实现功能及技术指标
（1）充电保护：在充电过程中，能够自行调节输出电流及电压，保证充电电电压在44V左右。
（2）充电显示：通过LED灯的闪烁，能够显示当前的充电状态。
（3）电压参数：2V交流转换成44V直流。
2.2系统实现结构图
根据课题的要求和技术指标，能实现对充电过程的保护、充电状态显示等的方案可谓很多。但要对方案的性能、成本、体积、难易程度等进行分析与比较，本着以满足功能要求为前提，综合考虑，确定方案。本次充电器的设计包含四部分，即电源电路、振荡电路、保护电路及充电状态指示电路。结构图如图2.1.1所示。
电动车充电器
摘
随着电动车的普及，电动车充电器的使用也越来越广泛。充电器的种类很多，其原理小异。物美价廉使其得到广泛应用。本设计是基于对电动车充电，采用普通的电子元件、不用昂贵的专用集成电路，既便于制作又降低制作费用。
本次电动车充电器的设计是将220V市电经整流、滤波、稳压输出44V对电池进行充电，同时本电路具有电压保护电路及灯光指示充电状态的功能。主电路主要分为电源电路、振荡电路、电压保护电路、充电状态指示电路四个单元电路。基准电路采用TL431精密基准稳压源输出2.5V电压以控制电压变化，LM324四运算放大器起到过流保护、稳定输出电压、控制充放电状态等作用。本次设计主要从总体方案设计、基本电路介绍、单元电路设计等方面进行详细的介绍。
图2.2.1
根据图2.2.1，显然需要运算放大器、光电耦合器、场效应管等功能部件，其中的每一个功能部件又都有多种选择的余地，当我们对每一个功能部件进行分析、比较、选择和确定后，总体方案便确定下来了。
下面将讲述设计中一些重要器件的应用特性及其选择原因。
2.3 功能元器件的概述
2.3.1 稳压二极管
稳压二极管(又叫齐纳二极管)是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时，在一定的电流围（或者说在一定功率损耗围），端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。稳压二极管是根据击穿电压来分档的。图2.3.1即为稳压管等效电路。
图2.3.1
(1)稳压管工作原理
稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。如图2.3.2画出了稳压管的伏安特性及其符号。稳压管反向击穿后，电流虽然在很大围变化，但稳压管两端的电压变化很小。利用这一特性，稳压管在电路中能起稳压作用。因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。其伏安特性见稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。
（2） 充电器常见的几种充电模式
1) 限流恒压充电模式
2) 两阶段恒流充电模式
3) 恒流脉冲充电模式
此三种充电模式均为业界推荐采用，其各阶段充电电流间的转换，都分别受有温度补偿的转换电压Vmin（快充最低允许电压）、Vbik（快充终止电压）和Vflt（浮充电压）控制。
1.2课题研究的容
本此设计的容是将220V市电通过一系列的转换与控制输出稳定的电压44V对电动车进行充电。本文通过四部分电路的设计来实现充电器的功能，即电源电路、振荡电路、保护电路和充电状态指示电路。该电路能够实现电压的自动转换、充电过程的自动保护及充电状态的指示，克服了种种充电时的隐患。
设计中主要以模拟器件为核心设计并制作了充电电路。该电路能实现充电过程的自动控制，设计中用桥式整流、滤波将220V交流电转换成311V直流电，经变压器反馈振荡得到44V充电电压，充电过程中有保护电路控制电压的输出，同时指示电路反应充电的状态。其间用到了精密基准稳压源及四运放集成电路等重要元件。在设计过程方面，从总体方案、单元电路、元器件选择和设计到调试等同样进行了细致的介绍。
3.3保护电路的设计26
3.3.1过流保护电路的设计27
3.3.2输出回路的设计28
3.3.3基准电路的设计28
3.3.4电压比较电路的设计29
3.4充电状态指示电路的设计29
第四章整体调试31
4.1整体电路的连接及工作原理31
4.2调试及说明32
4.2调试注意事项32
第五章总结与展望34
致36
参考文献37
关键词：充电器 电源 振荡 保护电路
A
【英文摘要正文输入】
Keywords:
摘要I
Abstract（外语专业的需要）II
目录III
第一章绪论1
1.1课题研究的背景1
1.2课题研究的容1
第二章系统总体的设计3
2.1系统实现功能及技术指标3
2.2系统实现结构图3
2.3功能元器件的概述3
2.3.1稳压二极管3
2.3.2变压器5
2.3.3场效应管6
2.3.4光电耦合器8
2.3.5四运放集成电路LM3249
2.3.6精密基准稳压源TL43113
第三章充电器系统硬件电路的设计16
3.1电源电路的设计16
3.1.1单相整流电路16
3.1.2滤波电路20
3.2振荡电路的设计23
3.2.1振荡电路的振荡方式24
3.2.2振荡电路的分类24