镍氢电池智能充电控制系统设计

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1、国防科学技术大学硕士学位论文镍氢电池智能充电控制系统设计姓名：张葵葵申请学位级别：硕士专业：精密仪器与机械指导教师：潘孟春;刘少克20040501摘要Ni一}IlH电沲是～种新型充电电池，具有能量比大、重量轻、温度特性好等特点，并且相比铅酸蓄电池、镍镉电池等传统电池对环境污染较小，被称为绿色电池。Ni-MH电池己得到广泛的应用。本论文设计一个以单片机89C51为基础的模糊控制快速充电器。系统实现的方法是监测N卜Ⅷ电池的端电压和温度，由89C51分析处理电压、温度信号后，经DAC0832输出调节脉宽调制器TL4

2、94的电压信号，调整PVRV(的输出值，控制BUCK转换电路中MOSFET功率开关的占空比，改变输出直流电压的大小，从而控制充电电流的大小。充电方法则采用分阶段恒流充电，控制方式利用模糊理论设计一个智能型的模糊控制器，依照电池充电状态的不同，适时调整充电电流大小，避免过充电造成电池损害。实验结果显示，在相同的电池状态下，比较三种不同方式对电池充电，本论文所提出充电方法能缩短充电时间，并将电池温度控制在37℃附近，有效改善了充电时的温升现象。模糊控制确实能针对电池状态的不同，适时给予不同的充电电流，不至于发生大

3、电流过充造成电池受损的情况，达到在缩短充电时问的同时，确保电池的使用寿命。关键词：模糊控制；快速充电：脉宽调制(PV／M)：BUCK变换器：分阶段恒流充电定电压充电：定电流充电。第y页ABSTRACTNi_MHbatteryisanewkindofrechargeablebatterywithhighenergyrate，lightweightandexcellenttemperaturecharacteristics．Itiscalledgreenbatterybecauseoflesspollutiont

4、hantraditionalbatteriessuchaslead。acidbatteryandNi-Cdbattery．TheexpandingnumberofbatterypoweredproductshaswidelyincreasedtheUSeofsealedNi．MHbatteries．Thisthesisistodesignafuzzy—controlledrapidbatterychargerwhichisbasedonthechip89C51．Thissystemisfulfilledthr

5、oughmonitoringNi-MHbatteryvoltageandtemperature，whichwereanalysedbythechip89C51．TocontrolDCoutputoftheBUCKcircuit，selectingtheproperPWMpulsefordrivingthegateofMOSFET．DifferentDCoutputappliestodifferentcharge--current．PowerMOSFETswitchesaresuppliedbythepulse

6、sfromthechipTL494．Thepulsedutyiscontrolledby89C51andDAC0832．Thissystemusesthedifferent-stepcurrentwithintelligentfuzzy—controlalgorithmtOchargebattery．Thismethodcanchoosethepropercharger-currentaccordingwiththestateofbaRerytoguaranteethebatterybechargedsafe

7、ly．Accordingtoexperimentalresults，inthesameconditionofbattery,thechargewaythatthethesisdesignedcanachievethegoalofshortingthechargetimeandcorrectthetemperatureincreasedphenomenon，whichiscomparedwiththeconstant-voltagechargeandconstant-currentcharge．Ontheoth

8、erhand，accordingtoexperimentalresults，thechargercanprovidedifferentcurrentinthedifferentconditionofbatteryescapedhighcurrentchargingtodamagebattery．Keywords：fuzzy—control；rapidcharge；PWM；BUCK；differem—