【自动化】kw蓄电池充电机研究与设计

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1、摘要蓄电池以其突出的优点，在各个领域得到了广泛的应用。目前在电动车、UPS不间断电源等领域，它已经成为最重要的关键部件之一。充电是蓄电池在生产、使用和保养中必不可少的内容。本文介绍了一种用于蓄电池的大功率充电机的设计过程，主要包括对蓄电池充电方法和充电系统的设计。在本系统的设计中，主电路由全桥隔离型DC-DC换流器组成，功率开关管选用IGBT，控制电路以PID为核心，通过比较蓄电池的端电压和充电电压得到开关管的移相角，控制主电路开关管的开通时刻来实现充电状态的控制，系统中的辅助电路对系统起到了很好的保护作用。本文最后给出了系统的仿真的实验波形，仿真和实验结果表明:充电机输出电压稳定，纹波小，满

2、足系统的设计要求。关键词：蓄电池；IGBT；充电；PID控制AbstractBatterywithitsoutstandingqualities,inallareasofawiderangeofapplications.Currentlyinelectriccars,UPSandotherfields,ithasbecomeoneofthemostimportantkeycomponents.Rechargeablebatteryinproduction,isusingandmaintenanceofindispensablecontent.Thispaperintroducesakindof

3、usedforlargepowerchargingthebatterymachinedesignprocess,mainlyincludingthebatterychargingmethodandchargingsystemdesign.Inthedesignofthesystem,themaincircuit,withthewholebridgetypeDC-DCisolationintheflowofpowerswitchtubechooseIGBT,controlcircuitwithPIDasthecore,throughthecomparisonofthebatteryvoltage

4、ofthechargevoltageandgettheswitchtubemovingphaseAngle,controlthemaincircuitswitchtubetheopeningofthemomenttorealizethecontrolofthecharging,systemofauxiliarycircuitofthesystemhasplayedaverygoodprotection.Thispapergivesthesystemsimulationexperimentwaveform,thesimulationandexperimentresultsshowthatchar

5、geroutputvoltagestability,ripplesmall,meetthedesignofthesystemrequirements.Keywords:Storagebattery；IGBT；charging；PIDcontrol目录摘要IAbstractII目录III1绪论11.1研究背景11.2研究意义21.3国内外发展现状31.4本文主要研究内容52蓄电池的工作原理和特性分析62.1蓄电池的种类和特性62.2蓄电池的工作原理分析72.2.1蓄电池的放电原理分析72.2.2蓄电池的充电原理分析72.3蓄电池的充电过程分析92.4充电方法和控制策略的选择102.4.1恒流充电

6、102.4.2恒压充电102.4.3充电方法分析和控制策略的选择113系统的总体设计123.1系统原理图123.2DC-DC降压变换器拓扑分析123.2.1Buck变换器133.2.2Buck-boost变换器133.2.3Cuk变换器143.2.4单端正激（Forward）变换器143.2.5单端反激式（Flyback）变换器153.2.6全桥（Bridge）变换器163.3系统充电主回路的选择174系统电路设计和算法设计194.1系统主回路参数设计与硬件设计194.1.1变压器参数设计194.1.2滤波器设计194.1.3系统主回路开关管的设计204.1.4系统主回路电路图214.2系统控

7、制回路的设计224.2.1系统控制回路原理图224.2.2系统控制回路设计图224.3系统总电路设计图234.4系统控制算法设计254.4.1系统控制算法的选择254.4.2系统PID参数的整定265系统仿真及波形分析275.1系统开环控制仿真275.2不同PID参数下的仿真275.3系统仿真下的电压波形分析295.4系统仿真下的电流波形分析305.5系统仿真结果分析31结束语32参考文献33附录