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基于單片機的脈沖快速充電系統(tǒng)的設(shè)計

作者: 時間:2016-10-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

采用的是反激式的開關(guān)電源電路,反激式開關(guān)電源比正激式開關(guān)電源少用了一個大的儲能濾波電感,以及一個續(xù)流二極管,因此,反激式開關(guān)電源的電路比較簡單,且體積小、成本低。此外,反激式開關(guān)電源輸出電壓受占空比的調(diào)制幅度,相對于正激式開關(guān)電源來要高很多,因此,反激式開關(guān)電源要求調(diào)控占空比的誤差信號幅度要比較低,誤差信號放大器的增益和動態(tài)范圍也要較小。正是由于這些優(yōu)點,反激式開關(guān)電源在目前家電領(lǐng)域中被廣泛的使用。其電源電路如圖1所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201610/307233.htm

UC3842是目前比較理想的新型的脈寬調(diào)制器,因此開關(guān)電源電路控制芯片采用UC3842。由該集成電路構(gòu)成的開關(guān)穩(wěn)壓電源與電壓控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源相比具有以下特點:1)微調(diào)的振蕩器放電電流,可精確控制占空比;2)電流模式工作到500kHz;3)自動前饋補償;4)鎖存脈寬調(diào)制,可逐周限流;5)內(nèi)部微調(diào)的參考電壓,帶欠壓鎖定;6)大電流圖騰柱輸出;7)欠壓鎖定,帶滯后;8)低啟動和工作電流。

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TL431稱為可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器,利用兩只外部電阻可設(shè)定2.5V~36V范圍內(nèi)的任何基準(zhǔn)電壓值。其工作原理是當(dāng)輸出電壓U 0發(fā)生波動時,經(jīng)電阻分壓后得到的取樣電壓就與TL431中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,在陰極形成誤差電壓,使發(fā)光二極管的工作電流產(chǎn)生相應(yīng)變化,再通過光耦去改變控制端電流Ic的大小,調(diào)節(jié)開關(guān)管的輸出占空比,使輸出電壓U0不變,從而達(dá)到穩(wěn)壓目的。

2、充放電電路的設(shè)計

如圖2所示,本設(shè)計中的充放電過程主要由兩片P溝道的場效應(yīng)管IRF9540N來完成。Q2管控制系統(tǒng)的充電過程,Q3主要來控制放電脈沖。

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3、采集部分

在MSP430F149 中有1個12位精度的AD轉(zhuǎn)換模塊ADC12.ADC12可以對8個外部模擬信號之一或4個內(nèi)部電壓之一作轉(zhuǎn)換,由ADC內(nèi)核把模擬信號轉(zhuǎn)換成12位數(shù)據(jù)并存入轉(zhuǎn)換存儲寄存器。內(nèi)核用到2個參考電平,即VR+和VR-作為轉(zhuǎn)換范圍的上下限和讀數(shù)的量程值和“0”值。轉(zhuǎn)換數(shù)值在輸入信號大于等于VR+時為滿量程,小于等于VR-時為“0”。蓄電池端電壓通過兩個電阻R2和R6分壓方式,將采樣電壓值A(chǔ)D1限制在輸入電壓量程范圍內(nèi)。充電電流和放電電流都通過電阻轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電壓值,送入的AI口。三路AD采樣結(jié)果分別存儲在相應(yīng)的ADC12MEMx寄存器中。

4、驅(qū)動部分

根據(jù)三路AD采樣結(jié)果確定充電器的充電狀態(tài)后,由輸出兩路占空比可調(diào)頻率為1kHz的PWM波形PWM1和PWM2分別用來控制兩只三極管2N5551的導(dǎo)通程度,三極管集電極電流會隨著不同,再經(jīng)電阻分壓后提供不同的電壓給場效應(yīng)管的柵極,驅(qū)動MOSFET,輸出不停大小的漏極電流Id,給蓄電池提供大小不等的充電電流和放電脈沖幅值,最終達(dá)到脈沖充電的效果。



關(guān)鍵詞: 單片機 脈沖快速充電

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