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，就容易(yi)將技術向其他電池類型拓展(zhan)。本(ben)選題具有(you)實用(yong)性，對電賽方(fang)向人(ren)才培養(yang)也有(you)針對性。

　　主要功能指標：

　　★輸入電壓(ya)單(dan)相50HZ ±10%,電壓(ya)有效值波動范(fan)圍220V ±20%,即有效值為(wei)176V-264V;

　　★輸出直流額定電壓50V;

　　★輸入端加功(gong)率因數校正(zheng)，功(gong)率因數90 %;

　　★充(chong)電初期效率大于80%;

　　★輸入電流(liu)失真度小于4%;

　　★充電過程分為激，快(kuai)充和浮(fu)充；

　　★具有溫度(du)(du)檢測功(gong)能，可根據電(dian)池和環境溫度(du)(du)改變充電(dian)策(ce)略；

　　★具有(you)友好的人機界面(mian)，可對(dui)充電策略進行調整；

　　★散(san)熱方(fang)式：風冷。

　　主電路的整體框圖(tu)：

　　EMI濾(lv)波電路：

　　C1和L1組(zu)成第一級(ji)EMI濾波

　　C2、C3、C4與L2組成第二級濾波。

　　L1,L2為(wei)共(gong)模電感(gan)

　　整(zheng)流及(ji)功率因數校正電路：

　　整流橋：

　　流經二級管(guan)電流ID=3.55A

　　二(er)極(ji)管反向電壓V=373V

　　考慮實際(ji)工作(zuo)情況故選BR601（35A/1000V）；

　　功率因數校正：

　　方案：BOOST型拓撲結構具(ju)有(you)輸出(chu)電阻低，硬件電路及(ji)控制簡單，技術成(cheng)熟，故選用BOOST結構；

　　芯片(pian)選(xuan)擇：TI公司(si)的UCC28019可控制功(gong)率(lv)輸出為100W-2KW,功(gong)率(lv)因數可提(ti)高(gao)到0.95,符合設計(ji)要(yao)求，故此次設計(ji)選(xuan)用該款芯片(pian)；

　　方案選擇：

　　在(zai)開關管承(cheng)受峰(feng)值電流和電壓的情況(kuang)下(xia)，全橋(qiao)(qiao)輸出功率為半橋(qiao)(qiao)的兩倍，并切在(zai)功率大于500W時，全橋(qiao)(qiao)相對于半橋(qiao)(qiao)更合適，故本(ben)次設(she)計(ji)采(cai)用全橋(qiao)(qiao)拓撲。

　　功率開(kai)關(guan)管選擇(ze)：

　　經過整流濾波后(hou)電壓(ya)最(zui)(zui)大值為373V,最(zui)(zui)大初級(ji)電流為3.5A 考慮(lv)實際工作情況選擇FQA24N50

　　（24A/500V/0.2Ω）

　　輸出整流二極管(guan)：

　　整流二(er)極管要承受的最大反相電(dian)(dian)壓為100V,電(dian)(dian)流為10A,考慮實(shi)際(ji)工作情(qing)況，我們選用(yong)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(tong)過光耦隔離(li)，經過反相器進入半(ban)橋驅(qu)動(dong)芯(xin)片IR2110 ,如(ru)圖所(suo)示的Q1、Q2半(ban)橋驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)，Q3、Q4驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)與此電(dian)路(lu)相同(tong)。

　　輔助電源供電：

　　本設計(ji)系(xi)統(tong)供電(dian)采用另(ling)制輔助電(dian)源，系(xi)統(tong)框(kuang)圖如(ru)下：

　　本供電系(xi)統(tong)可提(ti)供穩(wen)定的12V,5V,-12V電壓，且效率(lv)較高。

　　智能(neng)控(kong)制電路設計(ji)：

　　電(dian)源PWM控制部分

　　本設(she)計采用的電源核心(xin)控制(zhi)部分的芯片為美國通(tong)用公司(si)芯片SG3525.控制(zhi)電路(lu)如圖：

　　采樣電路

　　熱保護電路

　　本設計系(xi)統可以檢(jian)測電(dian)池(chi)(chi)溫(wen)度，充(chong)電(dian)器(qi)溫(wen)度，當電(dian)池(chi)(chi)過溫(wen)時(shi)會關閉PWM的輸出波形，使電(dian)路停止(zhi)工(gong)作，同時(shi)單片機(ji)會報警(jing)提示(shi)，當充(chong)電(dian)器(qi)過溫(wen)時(shi)，風冷系(xi)統會開啟，如果(guo)溫(wen)度繼續升高，則充(chong)電(dian)器(qi)會停止(zhi)工(gong)作。

　　過流，短路(lu)保護(hu)電路(lu)

　　當(dang)電(dian)流過大，超過12A,電(dian)路會(hui)限流報警提(ti)(ti)示(shi)，在充電(dian)器(qi)啟動之前會(hui)進行短路檢測(ce)，當(dang)電(dian)阻小于0.5Ω時認(ren)為(wei)電(dian)路故(gu)障，并(bing)報警提(ti)(ti)示(shi)。

　　系統軟件結構

　　四階段充電(dian)控制策略：

　　四階段充電策略解(jie)析：

　　激活充電：充電器開始工作后單片機采集采集蓄電池端電壓檢(jian)測，若(ruo)電壓過(guo)低(di)說明曾(ceng)過(guo)度(du)放電，為(wei)避免充電電流過(guo)大，實行小電流激活。

　　恒流充電：恒流充電為10A.

　　恒壓充電：恒壓充電電壓為(wei)59V.

　　涓(juan)流浮(fu)(fu)充(chong)：當充(chong)電電流下降到恒流下的0.1倍式，即1A時，采用涓(juan)流浮(fu)(fu)充(chong)。

　　四(si)階段(duan)充電(dian)策略保證充電(dian)初期(qi)能激活(huo)修復蓄電(dian)池，使(shi)蓄電(dian)池更經久耐用，末期(qi)不過充，又(you)能達到充滿的(de)目(mu)的(de)。

　　電源系統抗干擾

　　硬件抗干擾技術

　　電源EMC設計(ji)：整(zheng)流(liu)二極(ji)管(guan)采用肖特基(ji)二級(ji)管(guan)做整(zheng)流(liu)管(guan)，開關管(guan)回路加RCD網絡，輸入端加EMI濾波電路，優化變壓(ya)器設計(ji)。

　　優化PCB板布局和走線。

　　軟件抗干擾技術

　　采用程序模塊間遠程攔截技術。