鋰電池?zé)o線充電系統(tǒng)設(shè)計

1、得分： 電力電子技術(shù) 大作業(yè) 鋰電池?zé)o線充電系統(tǒng)電路設(shè)計姓名：班級：學(xué)號：同組人：中國石油大學(xué)（華東）日期：2014年12月12日摘要無線充電器運用了一種新型的能量傳輸技術(shù)無線供電技術(shù)。該技術(shù)使充電器擺脫了線路的限制，實現(xiàn)電器和電源完全分離。在安全性，靈活性等方面顯示出比傳統(tǒng)充電器更好的優(yōu)勢。在如今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，無線充電器顯示出了廣闊的發(fā)展前景。本文設(shè)計了一種利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)的無線充電裝置,重點論述了實現(xiàn)此裝置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和磁耦合方案，及對無線電能傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部件耦合變壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析。關(guān)鍵詞：無線充電技術(shù)；磁耦合；電磁感應(yīng)；充電器；逆變整流AbstractWireles

2、s charger using a new kind of energy transmission technology, wireless technology. The limitation of the technology makes the charger out of line, electrical appliances and power supply complete separation. In security, flexibility, etc, shows a better advantage than traditional charger. In todays r

3、apid development of science and technology today, wireless charger shows the broad prospects for development. This paper designs a wireless charging device using the electromagnetic induction principle implementation, mainly discusses the structure of this device system and magnetic coupling scheme,

4、 and the key components of radio transmission system, the structure of the coupling transformer are analyzed in detail.Key words: wireless charging technology;magnetic coupling;Electromagnetic induction;The Charger;Inverter rectifier目 錄第1章 引言41.1課題設(shè)計的背景和意義41.2無線充電器在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀4國外發(fā)展及現(xiàn)狀5國內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀5第2章 無線充電系

5、統(tǒng)主要原理分析52.1 無線充電技術(shù)的原理5電磁感應(yīng)5感應(yīng)電動勢62.2無線供電技術(shù)的實現(xiàn)方式7近場耦合式7磁場共振式7微波輻射式82.3 無線充電電路模型82.4 耦合性能分析及功率補(bǔ)償82.5 本章小結(jié)8第3章 無線充電系統(tǒng)設(shè)計93.1 電能發(fā)射模塊電路設(shè)計93.1.1 整流濾波電路93.1.2 電壓型全橋逆變電路103.1.3 信號檢測與保護(hù)電路123.2 電能接收模塊電路設(shè)計133.2.1 整流與穩(wěn)壓電路133.2.2 接收端鋰電池充電電路143.3 控制電路設(shè)計143.4 本章小結(jié)15第4章 總結(jié)與展望16參考文獻(xiàn)17第1章 引言1.1課題設(shè)計的背景和意義 現(xiàn)今幾乎所有的電子設(shè)備，如

6、手機(jī)，MP3和筆記本電腦等進(jìn)行充電的方式主要是一端連接交流電源,另一端連接便攜式電子設(shè)備充電電池的有線電能傳輸。這種方式有很多不利的地方,首先頻繁的插拔很容易損壞主板接口,另外不小心也可能帶來觸電的危險。因此,非接觸式感應(yīng)充電器在上個世紀(jì)末期誕生,憑借其攜帶方便、成本低、無需布線等優(yōu)勢迅速受到各界關(guān)注。目前無線充電的技術(shù)已經(jīng)開始在手機(jī)中運用。由于無線傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，設(shè)備的耗能就越高。要實現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率的無線電磁轉(zhuǎn)換，設(shè)備的耗能較高。所以, 實現(xiàn)無線充電的高效率能量傳輸,是無線充電器普及的首要問題。另一方面要解決的問題是建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使不同型號的無線充電器與不同的電子產(chǎn)品之間能匹配,從而實現(xiàn)無

7、線充電。 我們的生活幾乎每天都會有這樣一幕幕的場景：拉出一根數(shù)據(jù)線，連接手機(jī)和插座為手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP3 播放器等充電，完美音質(zhì)的音響、超清晰超大屏幕的液晶屏電視背后依靠一根長長的電源線面對如此多的“電源線”，有沒有想過，有一天這些線全部消失，被一種看不見的傳輸工具所替代？那樣我們就不用再為各種纏繞在一起的電線影響美好的生活。其實這樣的生活離我們并不遙遠(yuǎn)。無線充電技術(shù)在 2007 年就已獲得了 20 項專利，多種設(shè)備可以使用一臺充電器1。手機(jī)、電腦、音樂播放器、電動工具和其他的用電設(shè)備的“剪不斷理還亂”的有線充電器將會離我們遠(yuǎn)去。通過使用線圈之間產(chǎn)生的磁場，神奇的傳輸電能，電磁耦合技術(shù)將會成

8、為連接充電基站和設(shè)備的橋梁。在當(dāng)前的大部分充電器，都通過金屬電線直接接觸的方式，給設(shè)備內(nèi)置電池充電的情況下，無線充電器顯示了它自己先天的優(yōu)越性。無線充電技術(shù)的優(yōu)勢在于便捷性和通用性2。目前缺點就是效率低。現(xiàn)今對便攜式電子產(chǎn)品進(jìn)行充電用的數(shù)據(jù)線連接器不僅僅可以進(jìn)行電能的傳輸，同時還能把音頻和視頻文件通過USB 接口同步傳送到設(shè)備上。無線充電技術(shù)還是會給 WiFi 和電池技術(shù)帶來進(jìn)步的。另外，通過采用無線充電技術(shù)，移動設(shè)備公共充電站將會有可能成為現(xiàn)實。 近年來，隨著新方法新材料的應(yīng)用，無線充電已經(jīng)實現(xiàn)。依靠線圈之間的電磁感應(yīng)的無線充電方式，工作距離短，被充電終端需要放置在充電座上。需要充電時，發(fā)射

9、器和接收芯片會同時自動開始工作，充滿電時，同時就會自動關(guān)閉。 無線充電設(shè)備的效能接收在70%左右，和有線充電設(shè)備相當(dāng)，但是它應(yīng)具備充滿自動關(guān)閉的功能，避免不必要的能耗。1.2無線充電器在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 無線充電已從夢想成為現(xiàn)實，從概念變成商用產(chǎn)品。早期就有人發(fā)現(xiàn)將繞線式變壓器的“E”型鐵心繞線后接上市電就可以感應(yīng)傳電，但距離略為增加后感應(yīng)效果就會減弱甚至消失3。這是因為在市電50Hz下，電磁波的傳遞會隨著距離增加而出現(xiàn)能量的快速衰退。隨著電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，各廠家競爭激烈，紛紛在軟硬件上下功夫。然而不同于產(chǎn)品硬件軟件升級，無線充電技術(shù)在產(chǎn)品的功能層面求異，讓人耳目一新，很具有賣點，對消費者

10、也很有吸引力。但是為了充分發(fā)揮無線充電的便利性，在較遠(yuǎn)距離實現(xiàn)充電則更具有賣點。目前的無線充電技術(shù)在2.54厘米范圍之內(nèi)的近磁場對電子設(shè)備進(jìn)行無線充電。因為無線電能傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，功率的耗損也就會越大，能量傳輸效率就會越低，且會導(dǎo)致設(shè)備的耗能較高。對于“大功率的無線充電設(shè)備的電磁輻射會對生物造成很多不利的因素?！钡恼f法，相關(guān)專家已給出解釋：大功率無線充電的距離限制在5米以內(nèi)，不會太遠(yuǎn)，且功率不會達(dá)到對人體輻射造成危害的范圍。 國外發(fā)展及現(xiàn)狀 最初的無線充電器由多個密集的小型線圈陣列組成，通電后產(chǎn)生的電磁場，將能量傳送給裝有接收線圈的電子設(shè)備，進(jìn)行充電，但這種充電器傳輸效率較低、成本較高且需購買

11、套件，又不能對手機(jī)使用的大容量鋰離子電池進(jìn)行有效充電。2007年6月麻省理工學(xué)院以Marin Soljacic為首的研究團(tuán)隊首次演示了利用電磁感應(yīng)原理的燈泡無線供電技術(shù)，他們可以在一米距離內(nèi)無線給60瓦的燈泡提供電力,電能傳輸效率高達(dá)75%4。研究者由此設(shè)想電源可以在這范圍內(nèi)為電池進(jìn)行無線充電，進(jìn)而推想只需要安裝一個電源，即可為整個屋里的用電器供電。傳輸線圈的工作頻率在兆赫茲范圍，接收線圈在非輻射磁場內(nèi)部發(fā)生諧振，以相同的頻率振蕩，然后有效的通過磁感應(yīng)點亮燈泡。 Palm是最早將無線充電技術(shù)應(yīng)用在手機(jī)充電器上5。它推出的充電設(shè)備“點金石”，就是利用電磁感應(yīng)原理無線對手機(jī)進(jìn)行充電。日本TDK公司

12、新推出了一款無線充電音箱，用戶可以在享受音樂的同時對手機(jī)充電。該無線充電音箱的頂部裝有一塊無線充電板，手機(jī)僅需放在音箱頂部即可充電。三星推出新款手機(jī)就配備了無線充電器，諾基亞也為其旗艦機(jī)型搭上了無線充電器充電器。國內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀 國內(nèi)無線供電器設(shè)計起步相對較晚，近年來也得到了蓬勃發(fā)展且顯出了欣欣向榮的趨勢，市面上也出現(xiàn)了眾多無線充電產(chǎn)品。從之前在電動牙刷、剃須刀等小功率產(chǎn)品上的應(yīng)用，發(fā)展到現(xiàn)在在手機(jī)充電器等方面更大功率的傳輸?shù)木薮笸黄菩缘倪M(jìn)展。作為Qi標(biāo)準(zhǔn)組織的一員，海爾在2011年CES上推出了概念性“無尾電視”，不需要電源線、信號線和網(wǎng)線。海爾稱該產(chǎn)品采用了與麻省理工學(xué)院合作的無線電力傳輸技

13、術(shù)。中國香港的美創(chuàng)公司出品的無線充電器也小有名氣（美創(chuàng)科技有限公司是著名的電子元器件獨立分銷商）。深圳的暢客在無線充電器的發(fā)展也嶄露頭角。第2章 無線充電系統(tǒng)主要原理分析2.1 無線充電技術(shù)的原理電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)定律是中學(xué)時我們就都接觸到的物理理論，它的主要原理是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切CI IJ磁感線運動時會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，有了電動勢就會驅(qū)動電子形成電流。這種切割磁力線產(chǎn)生電流的現(xiàn)象就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。其產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。導(dǎo)體放在變化磁通量中也會產(chǎn)生電動勢，這個電動勢被稱做感應(yīng)電動勢，進(jìn)而我們可以推理如果將此導(dǎo)體閉合成一個回路，在此電動勢的作用下就會在導(dǎo)體內(nèi)形成電流。其實閉合電路

14、的一段導(dǎo)體在做切割磁力線的運動本質(zhì)上就是整個閉合導(dǎo)體面積范圍內(nèi)磁通量變化了。我們就是通過這個原理給給線圈一個不斷變化的磁通量，線圈中就會產(chǎn)生相應(yīng)的電流，再將這個電流整流到直流為手機(jī)充電。 換句話說無線充電就是一讓充電器和被充電設(shè)備之間充滿磁場，進(jìn)而利用磁場攜帶的能量來傳輸電力。因為充電和手機(jī)之間沒有直接的接觸，線圈中的電流和電壓是通過磁場禍合生成的，本質(zhì)上講，它是通過一對距離相對較近的相互藕合的電感線圈來實現(xiàn)電和磁的轉(zhuǎn)化的。 十九世紀(jì)三十年代法拉第將一個鐵芯套上兩個電感線圈，對其中一個線圈接入直流電，另一個線圈串聯(lián)一個電流表，實驗得到的現(xiàn)象是如果接通直流電的線圈在開關(guān)通斷的情況下，另一個接電流

15、表的線圈中就會產(chǎn)生電流，這種電流是隨著開關(guān)通斷而瞬時產(chǎn)生的。實驗還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他把鐵芯取出后，這種現(xiàn)象依然發(fā)生。區(qū)別只是，有鐵芯比沒有鐵芯所產(chǎn)生的電流不一樣，有鐵芯比沒有鐵芯能得到更大的瞬時電流。為了深入研究這種奇怪的現(xiàn)象，他又做了很多的實驗，之后他向皇家學(xué)會提交了關(guān)于這種奇怪現(xiàn)象的報告，在報告中他把此種發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象日i做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，他在報告中總結(jié)了一共五種一可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況，即當(dāng)有變化的磁場、變化的電流、運動的磁鐵、運動的恒定電流、以及在磁場中運動的導(dǎo)體時，都能產(chǎn)生電磁感應(yīng)想象，它的這個研究為日后科學(xué)家們建立完整的電磁理論奠定了堅實的基礎(chǔ)。 以下是感生電動勢的計算公式: En/t (式2-

16、1)其中E是我們所說的感生電動勢，單位是伏V， n代表著感應(yīng)線圈的圈數(shù)，而八中/t 反映是磁通量的變化速度。 磁通量= Bs(式2-2 )其中 代表著磁通量單位是韋伯，B是在均勻磁場環(huán)境下的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S代表面積。 感應(yīng)電流的流動方向可以判斷感生電動勢的正負(fù)，對于電源本身來說，電流的是從負(fù)極向正極流動的。 自感電動勢En/t =Li/t（式2-3 )其中L被稱做自感系數(shù)單位是亨，在實際潔況中，線圈中如果沒有鐵芯結(jié)構(gòu)的話要比有鐵芯要小，vi代表電流的變化，vt為時間，而vi / vt的物理合義則可以很直觀的推出是自感電流的變化速率。感應(yīng)電動勢 以下給出兩個線圈的模式和近似公式，如圖2-1所示，線

17、圈1集成在無線充電器端，線圈2集成在在手機(jī)端，充電器端的線圈一般情況下要比手機(jī)端的線圈要大，圖中;1為線圈1的半徑，r2為線圈2的半徑，線圈1有n1匝，線圈2有n2匝，d為兩個線圈間的距離，給線圈1施加I Sln CUt)的正弦電流，則線圈2處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以近似為:2.2無線供電技術(shù)的實現(xiàn)方式無線供電技術(shù)主要有三種實現(xiàn)形式，因此原理也不盡相同，這里分別簡要介紹：2.2.1近場耦合式這一形式通過近場電磁感應(yīng)實現(xiàn)電能傳輸，是當(dāng)前工程領(lǐng)域中最為可行的電能傳輸方式，其通過將交變電流在原線圈產(chǎn)生的電磁場耦合到副線圈上，實現(xiàn)無線供電。這種形式傳輸距離非常近（一般小于5mm），主要應(yīng)用于便攜式消費電子產(chǎn)品

18、、醫(yī)療非接觸式產(chǎn)品、無線充電等。 2.2.2磁場共振式這一形式通過非輻射磁場內(nèi)兩線圈的共振效應(yīng)實現(xiàn)中距離的無線供電（供電距離一般不超過1m）。2.2.3微波輻射式這一方式通過電波的形式在遠(yuǎn)場范圍內(nèi)采用定向天線或高質(zhì)量的平行激光束實現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電（一般認(rèn)為最遠(yuǎn)可實現(xiàn)3.6萬km），在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)化為射頻功率并以可控、低損的方式將其以微波形式輻射出去，在接收端則利用整流天線等裝置將微波能量轉(zhuǎn)換為直流或交流電能。這一形式主要用于衛(wèi)星、太陽能發(fā)電的傳輸系統(tǒng)等。2.3 無線充電電路模型 本文研究鋰電池?zé)o線充電系統(tǒng)，所以選用近場耦合式無線充電技術(shù)。原理圖如下：2.4 耦合性能分析及功率補(bǔ)償在功率因數(shù)較小的

19、無線充電系統(tǒng)中，接收端部分要獲得足夠多的有用功率時，發(fā)射端就要提供更大的功率，這會增加了發(fā)射端電路的負(fù)擔(dān)和損耗。為了改善回路的性能，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，需要對系統(tǒng)添加無功補(bǔ)償，從而提高電能的傳輸效率。加入補(bǔ)償電容，能夠提高系統(tǒng)的電能傳輸能力，且當(dāng)系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)時輸出的功率最大。2.5 本章小結(jié)通過對本章電路模型的分析，能夠為實際電路功能設(shè)計和元件選取提供指導(dǎo)方向。第3章 無線充電系統(tǒng)設(shè)計此款鋰電池?zé)o線充電系統(tǒng)包括兩個部分：第一部分無線電能發(fā)射模塊，第二部分無線電能接收模塊。在工作時，發(fā)射部分首先將直流電（通過外部適配器獲得）送入逆變電路，將其轉(zhuǎn)化為所需頻率的交流電，再通過線圈將其能量發(fā)射出去

20、；接收部分通過電磁感應(yīng)耦合接收該交流電，并將其整流、濾波，然后穩(wěn)壓輸出 5V 給便攜式設(shè)備中的鋰電池。系統(tǒng)通過MCU 來檢測發(fā)射部分的電流和電壓參數(shù)，通過改變 PWM 輸出頻率實現(xiàn)對傳輸電能大小的控制。此款無線充電系統(tǒng)能夠在電能傳輸過程中時刻檢測電流、電壓等反饋信號，從而控制系統(tǒng)在安全的范圍工作。系統(tǒng)框圖如圖 3.1 所示：3.1 電能發(fā)射模塊電路設(shè)計3.1.1 整流濾波電路 對于無線電能傳輸?shù)慕邮斩司€圈的整流變換電路結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作原理與前文的整流濾波電路相同，同樣采用單相橋式整流電路，后接濾波電容。利用二極管的單向?qū)ㄌ匦?，用四個相同的二極管排列成橋式結(jié)構(gòu)，達(dá)到將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的目

21、的。3.1.2 電壓型全橋逆變電路本文無線充電系統(tǒng)中采用的是電壓型逆變電路結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)有以下幾個特點：（1）直流側(cè)的電壓基本無脈動，回路阻抗低。（2）直流電壓源有鉗位作用，交流輸出端的電壓波形為矩形波，負(fù)載的電流波形近似為正弦波。（3）直流側(cè)電容起到無功能量緩沖的作用。因此需要在逆變器各臂并聯(lián)反饋二極管，給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道。電壓型全橋逆變電路如圖 3.2 所示：在分析電路時，電阻和電感 可以看做一個整體，作為全橋電路的負(fù)載。圖V1V4是全橋電路的4個臂，采用NMOS器件。當(dāng)開關(guān)管V1、V4 導(dǎo)通時，V2、V3截止，負(fù)載U的電壓為正：當(dāng)開關(guān)管V1、V4截止時，V2、V3導(dǎo)通，

22、負(fù)載的電壓為負(fù)。負(fù)載端的電壓波形和電流如圖3.3 所示：這樣就把直流電轉(zhuǎn)化成了交流電，通過改變兩組 NMOS 開關(guān)管工作頻率，即可控制輸出交流電的頻率。3.1.3 信號檢測與保護(hù)電路在無線充電系統(tǒng)中，接收模塊的輸出功率變化會對發(fā)射模塊中逆變器的品質(zhì)因Q帶來很大的影響。例如在充電的過程中，當(dāng)接收模塊遠(yuǎn)離發(fā)射模塊時，接收線圈到發(fā)射線圈的反映阻抗就會變小，從而使得逆變器中的電流急劇上升，容易導(dǎo)致初級感應(yīng)線圈電流達(dá)到飽和，開關(guān)器件受到損壞。此時需要調(diào)整逆變器的工作頻率使之遠(yuǎn)離自身的諧振頻率，從而增大回路阻抗把電流降到安全的范圍內(nèi)。當(dāng)接收模塊又再次接近發(fā)射模塊時，逆變器的工作頻率應(yīng)能做相應(yīng)的調(diào)整，使其接

23、近于諧振狀態(tài)，提高電能的傳輸能力。要完成以上功能需要對初級線圈的電壓和電流進(jìn)行檢測。3.1.2.1 電壓取樣電路系統(tǒng)通過電壓取樣電路采集發(fā)射線圈電壓大小的變化，作為控制電路的反饋信號。電壓取樣電路如圖 3.4 所示：3.1.2.2 電流取樣電路發(fā)射模塊空載的時候，圖3.5中的 I-SIGN2 端的電壓很小。當(dāng)接收線圈靠近發(fā)射線圈的時候，逆變器中的電流會增大。因此通過檢測 I-SIGN2 端的電壓，單片機(jī)可以判斷發(fā)射線圈與接收線圈之間是否有能量傳輸。電流取樣電路如圖3.5所示：3.2 電能接收模塊電路設(shè)計3.2.1 整流與穩(wěn)壓電路電能接收模塊通過接收線圈，將變換的磁場能轉(zhuǎn)換為交流的電能。如果單靠

24、接收線圈來接收能量，會使無線充電系統(tǒng)的電能傳輸效率變低，因此接收線圈也需要進(jìn)行電容補(bǔ)償。系統(tǒng)中采用的 LC 串聯(lián)補(bǔ)償方法。無線電能接收模塊電路如圖 3.5 所示：接收線圈兩端輸出電能是交流電形式，因此需要經(jīng)過一個整流電路將交流變?yōu)橹绷?。圖中采用的是橋式整流結(jié)構(gòu)。當(dāng)線圈輸出電壓為正半周時，二極管D2和D3導(dǎo)通，D1和D4截止；當(dāng)線圈輸出電壓為負(fù)半周時，D1和D4導(dǎo)通，二極管D2和D3截止。因此輸出電壓在一整個周期內(nèi)都有電流流過負(fù)載，并且電流方向相同，從而使得接收線圈輸出電壓的直流成分得到提高。3.2.2 接收端鋰電池充電電路無線接收端的鋰電池充電模塊選用 TP4056 芯片，此款芯片采用線性充電

25、方式原理。TP4056 的最大充電電流為1A，它所需要的外部元件較少，不需要額外添加電容、電感等元件，因此可以讓無線接收模塊的體積變得更小。TP4056的電路如圖3.6所示:3.3 控制電路設(shè)計 控制電路在整個系統(tǒng)中起著重要作用，它根據(jù)電壓和電流檢測電路提供的采樣數(shù)據(jù)，判斷電池的狀態(tài)，合理的控制電源充電電路，保證電池在正常的充電狀態(tài)下使電池性能和充電速度達(dá)到優(yōu)化。 本文采用STM32處理器作為動力埋離子電池組快速充電裝置的控制器，功能強(qiáng)大，速度快，功耗低，線路簡單可靠，程序采用C語言編譯。圖3. 24為電路的控制框圖。A/D轉(zhuǎn)換接口1和接口2分別接收電壓電測電路和電流檢測電路檢測到的電壓值和電

26、流值，并根據(jù)所采樣值的大小分析電池組應(yīng)處于何種狀態(tài)，并控制各個開關(guān)管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，實現(xiàn)對整個電路的充電狀態(tài)的控制。3.4 本章小結(jié)本章分析了鋰電池?zé)o線充電系統(tǒng)中發(fā)射模塊和接收模塊的電路結(jié)構(gòu)，并給出了相應(yīng)的電路圖。在發(fā)射模塊電路設(shè)計中主要介紹了全橋逆變電路的工作狀態(tài)，在接收模塊電路設(shè)計中主要介紹了全橋整流電路以及基于 TP4056 鋰電池充電電路。本章還重點介紹了系統(tǒng)的設(shè)計思路及各個模塊的電路圖，本文設(shè)計的思路是:采用變電流電壓脈沖充電方法對電池組進(jìn)行充電，通過檢測電路檢測電池組的單體電池電壓、充電電流，并將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號反饋給STM32處理器，處理器根據(jù)當(dāng)前埋離子電池組的充電情況，

27、通過調(diào)整PWM控制器的占空比，控制開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，通過驅(qū)動電路實現(xiàn)對充電電路和檢測電路工作狀態(tài)的調(diào)整，從而完成對埋離子電池組的充電監(jiān)控過程。本章還描述了設(shè)計中需要用到的核心器件及芯片的功能用途和工作原理:MOS管是一種電壓驅(qū)動控制型電力半導(dǎo)體開關(guān)器件，在本設(shè)計中作為電路中的開關(guān)使用，按一定的規(guī)律，周期性地、實時地控制開關(guān)器件的通、斷狀態(tài)，實現(xiàn)電池充電狀態(tài)的變換和控制，并在電壓檢測電路中用于實現(xiàn)單體電池的電壓檢測;GE3011開關(guān)管驅(qū)動芯片接收了控制系統(tǒng)較弱的控制信號后，給MOS開關(guān)管控制極提供了較大的驅(qū)動值，開關(guān)管就會導(dǎo)通了;三端穩(wěn)壓芯片TL431利用其基準(zhǔn)特性，應(yīng)用與電路中形成恒流電路，輸出恒定電流;電流檢測芯片MAX472用于檢測電池組的電流值，并將采樣的電流值輸送至控制芯片中;微控制器STM3