开关电源之电瓶车充电器设计

本科生毕业论文（设计）题目：60V三段式智能电池充电器设计

专业代码：080604

作者姓名：周乐平

学号：2007201076

单位：物理科学与信息工程学院

指导教师：于会山

2011年5 月26日

目录

摘要..................................................................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................................................................ II

1 前言 (1)

2 充电器原理 (2)

2.1铅酸蓄电池的充电以及放电特性 (2)

2.2充电器的工作原理 (3)

3 本设计的硬件设计 (4)

3.1使用芯片介绍 (4)

3.2电路总体设计 (9)

3.3本设计的硬件工作原理 (10)

3.4本设计的硬件主要工作原理图及实现 (12)

4三段式电池充电器设计的优点 (15)

4.1设计可实现的功能 (15)

4.2设计的主要技术创新点 (16)

总结 (17)

参考文献 (18)

致谢 (19)

摘要

该设计公开了一种通用型快速智能充电器，其主要由电池检测分析模块、充电参数调整与动态控制模块、综合控制检测模块、充电模块和指示模块构成。该充电器采用KA3842、LM358为控制单元，将蓄电池的预充电控制、快速充电控制、补充充电控制和涓流充电控制四个过程集于一体，完成对充电执行电路的全过程控制，能极大改善充电水平，从而有效提高电池的实际使用寿命。自动识别不同种类的电池，根据其最佳充电曲线自动对控制器里的充电程序进行相应的调整，完成对不同类型的蓄电池充电。

关键词：智能充电器；预充电控制；快速充电控制；补充充电控制；涓流充电控制。

Abstract

The present invention discloses a universal quick smart charger, the main analysis module by the battery detection, charge parameter adjustment and dynamic control module, integrated control detection module, charge module and instruction module. The charger uses KA3842, LM358 for the control unit, the battery of pre-charge control, fast charge control, supplementary trickle charge control and charge control process set in one of four to complete the implementation of the charging control circuit of the whole process, can greatly improve the level of charge, thus effectively improving the actual battery life. Automatic identification of different types of batteries, according to its optimum charging curve automatically charge the controller to adjust procedures accordingly to complete the different types of battery charging.

Key words: intelligent charger; pre-charge control; fast charge control; added charge control; trickle charge control .

1 前言

电动车以其方便，快捷，环保，经济，实用的特点，获得人们的青睐，越来越多的人选择电动车作为代步工具，电动车也被人们认为是21世纪的绿色工程，同时它的出现也将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。

电动车核心部件中的电动机，控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟，而另两大部件蓄电池，充电器的发展还不能满足电动车的要求，有一些理论和技术问题还有待攻关，现已成为影响电动车发展的瓶颈。目前电动车使用的电池主要由铅酸蓄电池，镍—金属氢化物蓄电池，锂离子蓄电池，燃料电池等，其中铅酸蓄电池以其价格低廉，材料来源丰富，技术和制造工艺较成熟，电池容量大，跟随负荷输出特性好，无记忆效应等优势成为电动车目前主要采用的电池种类。近年来铅酸蓄电池自身的技术有了不小的进步，比如全密封免维修铅酸蓄电池的出现还有铅酸蓄电池广泛应用于国防，通信，铁路，交通工农业生产部门等，但作为其能量再次补充的充电器却发展缓慢，充电时间过长，充电电流调整不好，充电器输出电压不足等等原因导致蓄电池的使用寿命大大地缩短，严重的制约着电动车的发展。一般人们都是在蓄电池的电量全部使用完之后再对其进行充电，但这样的结果却容易导致充电器的过充而损坏，致使蓄电池过早地报废而污染环境，要知道每年报废的蓄电池的数量是十分恐怖的。现在全世界都在宣传低碳生活，如果使用智能式充电器就能起到节约能量消耗，增加蓄电池的使用寿命，不仅是对于电动车也是对地球的一种保护。而且最近几年许多新闻报道中都有使用者因为使用不当，比如蓄电池的反接或者先将充电器与市电相连再与蓄电池相接，这些都会危及到使用者的生命安全和蓄电池的完好，所以我们需要一种更安全更环保的充电器，这定将是未来充电器的发展方向。于是我们根据时代的发展及要求设计了一款目前市场充电器流行使用的方法，也是技术较成熟的一种设计，采用UC3842驱动场效应管的单管开关电源配合LM358设计的三段式智能充电器。该充电器虽然存在维修难度大，功率小等缺点，但它具有体积小，重量轻，效率高，适应市电输入范围宽，安全可靠等优点，所以开关电源式充电器相对于变压器式充电器和可控硅式充电器来说将会是今后电动车充电器的发展方向，我也相信随着科学技术的不断进步，电动车以及电动汽车的也会有更加美好的未来。