开关稳压电源与智能充电器研究与设计1

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1、申报项目级别校级省级国家级√第三届大学生研究性学习和创新性实验计划项目申报表项目名称开关稳压电源与智能充电器的研究与设计项目主持人肖艳梅学院班级信息工程学院自动化系联系电话15173281729指导老师盘宏斌填表日期2010年4月2日湘潭大学教务处制13/13填　写　说　明一、申报书要按要求逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。空缺项要填“无”。二、格式要求：表格中的字体用小四号仿宋体，1.5倍行距；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。三、申报国家级、省级项目如未获批立项，将参与校级项目的遴选。13/13项目名称:

2、开关稳压电源与智能充电器的研究与设计学院名称信息工程学院学生姓名专业名称性别入学年份彭秋波自动化男2007肖艳梅自动化女2008陈珊自动化女2008谭佳棋自动化男2008徐斌自动化男2008指导教师盘宏斌职称讲师学科专业电气工程项目研究和实验的目的和要解决的主要问题:1、项目研究与实验目的在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中明确提出要大力发展“低能耗与新能源汽车”，重点研究开发混合动力汽车、动力蓄电池、新能源汽车实验测试及基础设施技术等。随着化石能源的日益紧缺和大气污染及其气候变暖的加剧，响应目前提倡的“节能减排、低碳经济”的发展目标，电

3、动汽车或化石能源与蓄电池驱动的混合动力汽车具有发展较好的发展前景。目前国内外一些汽车厂家已经推出混合动力汽车或者纯电动汽车，如比亚迪的F3DM双模混合动力汽车、以及本田公司等在车展上展出的纯电动汽车，还有当前使用较多的电动摩托车等，因此开发具有智能控制技术的电动车充电器还是具有一定的实用价值，符合低碳经济及其《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》的发展需要。目前传统的充电器普遍存在以下几个问题：（1）不具备对蓄电池的智能充电功能，扩展性差，人机界面不友好；（2）对同类电池充电缺乏自适应性，充电控制策略落伍，导致了电池的寿命短、效率低和可维护性差；（

4、3）抗干扰能力差，对电网污染大，不能满足电磁兼容要求；（4）充电器之间缺乏通信及群控功能，不能满足以后建立智能充电站的需要。13/13当前我国市场上所谓的数字式开关电源只有数字显示功能，其控制系统本质上还是模拟控制或者模拟与数字结合的控制，依然有着模拟系统控制的缺点。今后相当长的一段时间内，集数控、数显、记忆功能于一体的可调式开关稳压电源研究将成为研究主流。目前对智能充电器和数字稳压电源的研究都是独立分开的，长期以来充电器只能充电而无法担当稳压电源功能，而稳压电源无法担当充电器功能，因此将智能充电功能和数字稳压功能集成在一个智能设备上，这个设备除了可以对蓄电池进行智能

5、充电以外，还可以在其他的时候对需要直流电源的设备充当一个直流稳压电源。充电方式的选择直接影响着电池的使用效率和使用寿命，充电技术近年来发展非常迅速。充电器的发展经历了三个阶段。(1)限流限压式充电器最原始的就是限压式充电，然后过渡到限流限压式充电，它使用的方式就是浅充浅放，其寿命表述就是时间，没有次数，比如10年，这种充电模式的效果较差。(2)恒流/限压式充电器这是充电器发展的第二阶段，这种模式的充电器占据了充电器市场近半个世纪.首先,以恒电流充电至预定的电压值,然后,改为恒电压完成剩余的充电.一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压.这种充电器充电电流总是低于电

6、池的可接受能力,造成充电效率低,大大降低了电池的寿命.(3)自适应智能充电器随着大规模集成IC的出现,充电设备进入了一个全新的自适应、智能阶段，即称为第三代充电器自适应充电器遵循各类电池的充、放电规律进行充、放电。本课题就是综合国内外最新充电技术和开关稳压电源技术，针对电动车动力电池的特点，以单片机作为控制芯片，期望研究和设计出经济可靠、有较高技术含量、有推广价值和市场竞争力的一体化大功率开关稳压电源与智能充电器的智能设备，对环保、节能型电动车和充电器及其开关稳压电源的设计和开发具有重要的意义。2、实现方法本设计涉及到电力电子变换技术、PWM控制技术、信息处理、信号检

7、测以及单片机控制技术，构成了一个以集成电路芯片和单片机控制为基础的大功率13/13开关稳压电源与智能充电器为一体的智能设备。将市电经整流得到稳定的直流电，并在直流变换的过程中实现功率因数校正（PFC），提高设备的抗干扰性，减小充电过程中的谐波含量，降低对电网的污染。通过程序设计，实现全数字化的电池充电和电源稳压的智能管理。3、拟解决的关键问题（1）如何在传统充电器的基础上扩展出电路性能可靠、电压可调的稳压电源，并实现功率因数校正（PFC）；（2）充电技术、开关稳压控制算法的软件设计和研究；（3）智能设备的硬件抗干扰和软件抗干扰技术的研究与实现等。研究