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1、第21卷第24期电子设计工程2013年12月Vo1.21No.24ElectronicDesignEngineeringDec.2013一种电动汽车蓄电池智能充电器的设计雷元林,黄元峰,袁霄宇(武汉工程大学电气信息学院,湖北武汉430205)摘要:针对电动汽车铅酸蓄电池的特点,采用移相PWM控制芯片UC3875和C8051F040单片机,设计开发一种智能充电器,介绍其硬件设计原理及软件实现方法。该充电器能够实现对铅酸蓄电池自动充电,采用六阶段自动充电方法,能够有效的延长电池寿命。关键词:充电器;蓄电池:自动充电:移相控制中图
2、分类号:TP23文献标识码:A文章编号:1674—6236(2013)24—0113—05DesignofanautomobilebatteryintelligencechargerLEIYuan—lin,HUANGYuan—feng,YUANXiao—yu(SchoolofElectricandInformation,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430205,China)Abstract:Phased-shiftedPWMcontrolchipUC3875andC8051F040micr
3、o-controllerareusedtodevelopanintelligentchargeragainsttothecharacteroftheautomobilelead-acidbatteries.Thearticleintroducesitshardwaredesignandsoftwareimplementation.Thechargercanchargetothelead—acidbatteriesautomaticallyandcaneffectivelyextendbatterylifeattheuseof
4、six—stageautomaticchargingmethod.Keywords:charger;battery;chargeautomatically;phased·shiftedcontrol电池是电动汽车关键动力的输出单位,在铅酸蓄电池、产生PWM控制信号来控制开关管的导通和截止,从而控制镍氢电池、锂电池等几种常用电池中.铅酸蓄电池因为具有输出电压电流,为蓄电池提供0—60V的电压和0~100A的能量比大、重量轻、污染低、温度特性好、记忆效果不明显等电流。为实现充电机的智能化,控制电路以UC3875为核心及特点在电动
5、汽车中得到普遍使用。由于不正确的充电方法,显控电路以C8051F040单片机为核心,配以辅助电源电路、造成电池的使用寿命远低于规定的寿命,可以说大多电池不IGBT驱动电路、传感器检测电路.可按照预先设置的自动充是被用坏的而是被充坏的,由此可见,充电器的好坏对电池电过程,并在充电过程中进行充电数据(包括电池电压、电池寿命有很大的影响[11。本文采用UC3875芯片和C8051F040温度、报警、电源电压、充电电流、充电容量、充电时间等)的单片机,针对常用的铅酸蓄电池。将高频软开关技术与单片自动采集、实时显示及分析处理等,显示方
6、式采用触摸LCD机智能控制技术相结合,设计开发一种能够实现自动、快速液晶屏显示。C8051F040配合UC3875构成闭环控制回路,通充电的智能充电器圉。此外,在目前的充电方法基础上,经过过比较用户设定给定值与采样得到的反馈值,对充电过程中综合考虑,采用一种新型的充电方法——六阶段充电方法,的不同阶段对电源进行PWM控制.同时单片机完成操作显六阶段充电是根据电池特性设计的充电曲线,可以实现涓流示和报警保护功能C8051F040与UC3875共同组成控制器恒流/快速恒流/恒压自动切换功能.能够有效的延长蓄电池部分,相对于只使用
7、单片机作为控制器的方式,具有软件设的使用寿命.提高蓄电池的充电效率及加快充电速度,具有计简单、响应速度快、控制精度高、运行稳定等优点,从而实很强的实用价值[21。现充电机的智能化f。1充电系统总体结构设计H簟H文章设计的总体结构电路系统如图l所示,该方案中充L———UC387剩5H’。.J电电源的最大输出功率为6kW,整个电路采用AC—DC、DC—硒卜_石薄丽DC的变换结构,三相380V交流电经整流滤波,得到540V图1系统总体结构图左右的直流电,再经高频逆变电路和高频变压器变压后,半Fig.1Structurediagra
8、mofthepowercontrolunittestsystem波整流滤波得到稳定的直流电压用于电池充电。检测信号和2系统硬件设计保护控制信号均送给由UC3875构成的控制电路,控制电路该智能充电器的硬件电路主要由充电电源主电路、收稿日期:2013—05—07稿件编号:201305063作
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