新型無(wú)損快速智能充電器的設(shè)計(jì)
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)如下：
1)輸入電壓：Uac=220(1±20％)V；2)輸入電壓頻率：f=50(1±5％)Hz；3)輸出電壓／最大輸出功率：24 V／40 W；4)開(kāi)關(guān)電源效率：η≥80％。
交流輸入電壓Uac經(jīng)過(guò)壓敏電阻R1濾除交流電壓中的尖峰脈沖后，經(jīng)電磁干擾(EMI)濾波器(C1，L1)濾除差模和共模干擾。之后經(jīng)過(guò)BR全波整流及C2濾波后產(chǎn)生直流高壓，給高頻變壓器的初級(jí)繞組供電。P6KE200(瞬態(tài)電壓抑制器)和BYV26C(超快恢復(fù)二極管)構(gòu)成鉗位電路，用于吸收在TOP224Y關(guān)斷時(shí)由高頻漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，并能衰減振鈴電壓，對(duì)漏極起到保護(hù)作用。次級(jí)電路經(jīng)過(guò)VD3、C3、L2和C4整流濾波輸出24 V的電壓U0。由TL431A構(gòu)成的外部誤差放大器實(shí)現(xiàn)U0的動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓，當(dāng)輸出電壓發(fā)生波動(dòng)，經(jīng)R4、R5分壓后得到取樣電壓，就與TL431A內(nèi)的基準(zhǔn)電壓(2．5 V)進(jìn)行比較產(chǎn)生一個(gè)外部控制信號(hào)，再通過(guò)線性光耦合器PC817A改變TOP224Y控制電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)占空比使U0趨于穩(wěn)定。C7濾除加在控制端的尖峰電壓，還與R2、R5一起對(duì)控制回路進(jìn)行補(bǔ)償。R3為最小輸出負(fù)載，用于提高輕載時(shí)的電壓穩(wěn)定度。
3．2 充電電路
充電電路如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/176350.htm
充電電路采用Buck型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，C1、L1、C2構(gòu)成π型濾波器可以濾除直流電壓中的高頻分量，其中L1是差模電感。
經(jīng)濾波輸出后，PV為Buck變換器輸入電源，同時(shí)也是單片機(jī)控制系統(tǒng)的前級(jí)輸入電源。L2是輸出濾波電感、C5是輸出濾波電容、Q3為功率開(kāi)關(guān)管、D3為續(xù)流二極管。充電電路輸入電壓范圍Ui=20～28 V，輸出電壓范圍U0=3～18 V，負(fù)載輸出電流I0=0～3．5 A，開(kāi)關(guān)頻率fs=20kHz，紋波電壓小于1％即△U0／U0≤1％，當(dāng)負(fù)載電流I0在0～0．4 A時(shí)，Buck電路工作在電感電流不連續(xù)模式；當(dāng)負(fù)載電流I0在0．4～3．5 A時(shí)，電路工作在電感電流連續(xù)模式。
3．3 負(fù)脈沖放電電路
鎳鎘電池具有記憶效應(yīng)，在對(duì)鎳鎘電池充電前先對(duì)其放電，消除記憶效應(yīng)。同時(shí)，在鎳鎘電池的快速充電過(guò)程中，為了消除電池極化的影響，引入間歇負(fù)脈沖的放電，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了放電電路。放電電路由4個(gè)5Ω／3 W功率電阻(瞬間短時(shí)間放電)和4個(gè)控制開(kāi)關(guān)組成。
3．4 電流檢測(cè)及保護(hù)電路
電流檢測(cè)及過(guò)流保護(hù)電路如圖4所示。電流采樣輸入端接電池組負(fù)端(BAT-)，BAT-與地之間為功率開(kāi)關(guān)管IRF7805和康銅絲采樣電阻RS(29 mΩ)，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)漏源極之間導(dǎo)通電阻RDS(on)為11 mΩ，利用RS+RDS(on)端的壓降來(lái)檢測(cè)電流。
評(píng)論