該航空蓄電池充電器為(wei)飛機某型號蓄電(dian)池(chi)專門設計，主要實現(xian)兩階(jie)段充(chong)(chong)(chong)電(dian)功能，即恒(heng)流(liu)(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)狀態（以(yi)20A的(de)大(da)電(dian)流(liu)(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)）和涓(juan)流(liu)(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)狀態（以(yi)3A的(de)小(xiao)電(dian)流(liu)(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)）。蓄電(dian)池(chi)充(chong)(chong)(chong)電(dian)器使用的(de)工(gong)作電(dian)源為(wei)115V/400Hz的(de)航空電(dian)源，充(chong)(chong)(chong)電(dian)器能在1小(xiao)時內完成恒(heng)流(liu)(liu)(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)，隨后以(yi)涓(juan)流(liu)(liu)(liu)狀態對蓄電(dian)池(chi)組進行充(chong)(chong)(chong)電(dian)直至(zhi)充(chong)(chong)(chong)電(dian)結束，每(mei)個(ge)充(chong)(chong)(chong)電(dian)過程在2個(ge)小(xiao)時內完成。

　　2　充電器總體設計方案
 
 　　航空蓄電(dian)池充電(dian)器(qi)(qi)的主電(dian)路(lu)如(ru)圖1所示，電(dian)源變(bian)換器(qi)(qi)采(cai)用(yong)了(le)(le)由半橋變(bian)換器(qi)(qi)、高頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)和輸出(chu)整流濾波電(dian)路(lu)組成的半橋變(bian)換器(qi)(qi)[1]，該電(dian)路(lu)結構簡(jian)單(dan)，工作可靠，功(gong)率(lv)管(guan)為(wei)場效(xiao)應管(guan)，而且開(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)承受(shou)的電(dian)壓(ya)為(wei)電(dian)源電(dian)壓(ya)，故(gu)可在電(dian)源電(dian)壓(ya)較高的場合應用(yong)。通常高頻(pin)大功(gong)率(lv)變(bian)換器(qi)(qi)開(kai)(kai)關(guan)(guan)頻(pin)率(lv)一般(ban)都大于15kHz，為(wei)了(le)(le)使功(gong)率(lv)電(dian)路(lu)小型化、減小失(shi)真并(bing)保持(chi)高的變(bian)換效(xiao)率(lv)，該充電(dian)器(qi)(qi)采(cai)用(yong)了(le)(le)20kHz的開(kai)(kai)關(guan)(guan)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芯片各點的工(gong)作波形(xing)

 　　SG3525芯片各點的(de)工作波(bo)形如圖3所示，由誤差放大(da)(da)器(qi)輸(shu)出(chu)(chu)的(de)電(dian)壓Ve與鋸齒波(bo)的(de)交點可(ke)得一(yi)負(fu)的(de)PWM信(xin)號。由PWM信(xin)號、時鐘(zhong)信(xin)號及(ji)分相(xiang)(xiang)器(qi)輸(shu)出(chu)(chu)的(de)Q (或(huo) )信(xin)號，根(gen)據(ju)或(huo)非門的(de)邏(luo)輯(ji)可(ke)得兩個或(huo)非門的(de)輸(shu)出(chu)(chu)信(xin)號Va和(he)(he)Vb。由波(bo)形圖可(ke)以看出(chu)(chu)，PWM比較(jiao)器(qi)的(de)反相(xiang)(xiang)輸(shu)入端電(dian)平越高，輸(shu)出(chu)(chu)脈(mo)沖Va和(he)(he)Vb的(de)占空比越大(da)(da)；反之(zhi)越小(xiao)。根(gen)據(ju)這(zhe)一(yi)規(gui)律(lv)來(lai)實(shi)現該控制器(qi)的(de)調壓、軟(ruan)啟動及(ji)保護功能。另外(wai)，可(ke)以通過改變5腳和(he)(he)7腳之(zhi)間的(de)外(wai)接電(dian)阻(zu)的(de)大(da)(da)小(xiao)，使(shi)時鐘(zhong)脈(mo)沖寬度(du)變化(hua)來(lai)實(shi)現死區大(da)(da)小(xiao)的(de)調節[2]。

　　4 充電器的控制與保護策略

　　航空(kong)蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)原理(li)框圖如圖4所示。芯片SG3525產(chan)生(sheng)的(de)兩路(lu) PWM波(bo)經過光耦隔離以(yi)后，被(bei)送(song)入IR2130從(cong)而(er)驅動(dong)開關管工(gong)作(zuo)，由(you)于充(chong)電(dian)器(qi)的(de)負(fu)載(zai)為電(dian)壓時(shi)刻(ke)變化的(de)航空(kong)蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)，因此(ci)在控(kong)(kong)制(zhi)電(dian)路(lu)中還采用了電(dian)壓電(dian)流雙(shuang)閉環(huan)控(kong)(kong)制(zhi)、過流及過溫(wen)保(bao)護電(dian)路(lu)，從(cong)而(er)能(neng)保(bao)證充(chong)電(dian)器(qi)高效、可靠的(de)完成整個(ge)充(chong)電(dian)過程。     

   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(ce)到蓄(xu)電(dian)池兩端電(dian)壓不再發(fa)生明顯變化時(shi)，充電(dian)過程結(jie)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)電(dian)(dian)(dian)池充(chong)電(dian)(dian)(dian)器對(dui)某型號(hao)航空蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池進行了充(chong)電(dian)(dian)(dian)試驗，最大(da)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)限制為(wei)30A，溫(wen)度(du)限制值定(ding)為(wei)350C。蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池的(de)初(chu)始電(dian)(dian)(dian)壓為(wei)20V，充(chong)電(dian)(dian)(dian)開始時，充(chong)電(dian)(dian)(dian)器以20A的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)對(dui)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池持續充(chong)電(dian)(dian)(dian)約58分鐘(zhong)，然后以較小的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)3A對(dui)蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池進行涓流(liu)充(chong)電(dian)(dian)(dian)，直至蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)壓上升(sheng)到(dao)32.45V時，蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)池兩端的(de)電(dian)(dian)(dian)壓不再發(fa)生明顯的(de)上升(sheng)現(xian)象，此(ci)時充(chong)電(dian)(dian)(dian)器停(ting)止充(chong)電(dian)(dian)(dian)，歷時150分鐘(zhong)。

　　本文提出了一種鎘鎳航空蓄電池充電器的(de)設計方案和控制(zhi)原理，精確(que)實現(xian)了恒流(liu)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)和涓流(liu)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)功能(neng)，該充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器實現(xian)了輸出(chu)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)網的(de)高頻電(dian)(dian)(dian)(dian)氣隔離(li)，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)效率高，使(shi)用(yong)方便(bian)，工作(zuo)穩定，有效地縮短(duan)了充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)時間，提高了充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)質量(liang)，便(bian)于現(xian)場應用(yong)，滿足航空蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)使(shi)用(yong)要求，現(xian)已經裝備使(shi)用(yong)，效果良(liang)好。