智能充電器的設(shè)計(畢業(yè)設(shè)計方案)

1、畢業(yè)設(shè)計附件題目：智能充電器的設(shè)計姓名:王研學(xué)號：2007080303316學(xué)院：信息學(xué)院專業(yè)：電子信息工程指導(dǎo)教師：楊萍協(xié)助指導(dǎo)教師：2011年5月23日目錄TOC o 1-5 h z開題才艮告1翻譯外文資料及譯文2程序清單和圖紙3北京聯(lián)合大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：智能充電器的設(shè)計專業(yè)：電子信息工程指導(dǎo)教師：楊萍學(xué)院：信息學(xué)院學(xué)號：學(xué)07080303316班級：0708030303姓名：王研一、課題任務(wù)與目的任務(wù)：針對電動車常用的動力電池的特點，以單片機作為控制芯片，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)行的各種充電技術(shù)和充電器設(shè)計方案，設(shè)計一款基于單片機控制的智能充電器，以達到最佳的充電效果，使智能充電器具

2、有良好的性能指標，電路簡單可靠。研究目的：隨著能源的日益緊缺和大氣污染的加劇,作為新型交通工具的電動車的研究日益受到重視，從我國國情和人們的消費水平出發(fā)，電動車具有廣闊的發(fā)展前景。作為電動車核心部件的電池及其充電器，其性能的優(yōu)劣，直接影響電動車的質(zhì)量狀況。針對電動車充電技術(shù)的要求，為了使電動車充電器獲得良好的性能指標，必須尋找最佳的充電模式，我要設(shè)計一款基于單片機控制的智能充電器，涓流充電、大電流充電、過充電和浮充電組合起來的充電方式，這種充電方式經(jīng)理論和實踐表明，可達到最佳的效果，使得蓄電池具有較高的使用容量和較長的循環(huán)壽命，可滿足不同電動車動力電池的復(fù)雜充電要求，為提高蓄電池的性能和可靠性

3、提供有效的途徑，對環(huán)保、節(jié)能型電動車和充電器的設(shè)計和開發(fā)具有重要的意義，同時，研制性能良好的智能充電器，會帶來顯著的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。二.調(diào)研資料情況1電動車用電池的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢電池作為電動車動力來源，目前應(yīng)用于電動車的可充式二次電池主要有:鉛酸(LeadAcid)電池、鎮(zhèn)福(NickelCadmium)電池、鎮(zhèn)氫(NickelMetalHydride)電池和鋰(Lithium)電池口】。(1)鎮(zhèn)一氫電池(Ni-MH)此類蓄電池的比能量高，壽命長，有較高的比功率，污染輕等優(yōu)點，被認為是較好的電動車用蓄電池。但是由于Ni-MH蓄電池的技術(shù)未臻成熟，價格貴，單體電池電壓低，使用時串聯(lián)電池

4、個數(shù)多，而且均勻一致性較差，限制了蓄電池組實際可使用的壽命。尤其是鎮(zhèn)氫電池在高溫時自放電率會增高，造成電容量下降的缺點。因此認為Ni-MH蓄電池在電動車上應(yīng)用的地位是暫短的、過渡性的，將來的市場份額是有限的。(2)鋰離子蓄電池?口聚合物鏗離子蓄電池鋰離子蓄電池和聚合物鋰離子蓄電的比能量更高，有較高的比功率，壽命長，污染輕等優(yōu)點，被認為是有希望的電動車用電池。但因內(nèi)含鋰活性物質(zhì)，易產(chǎn)生化學(xué)作用，遇火、氮、酸或氧化劑時，可能會有爆炸或著火危險等安全性問題成為影響鋰離子蓄電池和聚合物鋰離子蓄電池在電動自行車上應(yīng)用的主要制約因素。它們將成為用于高端電動車的電池，將是繼鉛酸蓄電池之后所占比例較大的電池。

5、但受價格限制，暫時所占比例不會很大。(3)鋅空電池鋅空電池是金屬一空氣電池的一種，屬于半燃料電池范疇。它有比能量高，原材料豐富，價格不高，污染輕等優(yōu)點，被認為是電動車用電池的有竟爭力的候選者。但目前還沒能真正投入使用。(4)其他電池(如Ni-Zn蓄電池、鋅鎮(zhèn)蓄電池和燃料電池)雖然它們各有特點，但都幾乎沒有在商業(yè)化的輕型電動車上使用。這主要是由于價格貴、綜合性能不理想、或技術(shù)不成熟、或受資源、服務(wù)配套系統(tǒng)制約因素影響。氫氧燃料電池雖然在大力發(fā)展中，可望成為最理想的電動車電池之一，但在電動車上的應(yīng)用可能還要等待很長時間(至少15年)(5)鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池在100多年的歷史中一直不斷地在改進提高

6、，有的是革命性的提高，生產(chǎn)技術(shù)最為成熟。特別是密封免維護鉛酸蓄電池因其有著成本低、價格便宜、材料來源豐富、適用性寬、可逆性好、單體電池電壓高、技術(shù)和制造工藝較成熟、安全可靠、具有瞬間放電力強、大電流放電性能良好、使用溫度范圍廣等綜合因素，已成為商業(yè)化輕型電動車主要采用的電池，目前所占市場份額在95%以上。2充電器的發(fā)展充電器的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：(1)限流限壓式充電器最原始的就是限壓式充電，然后過渡到限流限壓式充電，它使用的方式就是淺充淺放，其壽命表述就是時間，沒有次數(shù)，比如10年。這種充電模式的效果較差。(2)恒流/限壓式充電器這是充電器發(fā)展的第二階段，這種模式的充電器占據(jù)了充電器市場近半個

7、世紀。首先，以恒電流充電至預(yù)定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。這種充電器充電電流總是低于電池的可接受能力，造成充電效率低，大大降低了電池的壽命。(3)自適應(yīng)智能充電器隨著大規(guī)模集成IC的出現(xiàn)，充電設(shè)備進入了一個全新的自適應(yīng)、智能階段,即稱為第三代充電器。自適應(yīng)充電器遵循各類電池的充、放電規(guī)律進行充、放電。并且具有溫度補償功能。充電系統(tǒng)由具有特殊功能的單片機控制，不斷檢測系統(tǒng)參數(shù)，按模糊推理算法不斷調(diào)整充電參數(shù)，同一充電器可適應(yīng)不同種類電池的充電，充電器自適應(yīng)調(diào)整自己的輸出電流，無需人工選擇，避免操作失誤。3充電方法的研究(1)常規(guī)充電常規(guī)

8、充電制度是依據(jù)1940年前國際公認的經(jīng)驗法則設(shè)計的。實際上，常規(guī)充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產(chǎn)生所限制。這個現(xiàn)象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。一般來說，常規(guī)充電有恒流充電法、階段充電法(包括二階段法和三階段充電法X恒壓充電法。(2)快速充電技術(shù)為了能夠最大限度地加快蓄電池的化學(xué)反應(yīng)速度，縮短蓄電池達到滿充狀態(tài)的時間，同時，保證蓄電池正負極板的極化現(xiàn)象盡量地減少或輕，提高蓄電池使用效率，國內(nèi)外一直都在不斷地研究和開發(fā)快速充電方法和技術(shù)，快速充電技術(shù)近年來得到了迅速發(fā)展，主要有：脈沖式充電法、ReflexTM快速充電法、變電流間歇充電法、變電壓變電流波浪式間歇正負零脈沖

9、快速充電法。(3)新型多模式充電技術(shù)隨著各種蓄電池技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外電池充電技術(shù)也不斷更新，目前多模式智能充電技術(shù)被認為是最佳充電技術(shù)。它綜合了常規(guī)充電法和快速充電技術(shù)的優(yōu)點，使蓄電池保持較高的容量和較長的使用壽命。多模式智能電池充電器的四種充電狀態(tài)分別為：涓流充電、大電流充電、過充電和浮充電。這種多模式充電法綜合了恒流充電快速而安全、及時補償蓄電池電量的優(yōu)點,和恒壓充電能夠控制過充電以及在浮充狀態(tài)保持電池100%電量的優(yōu)點。多模式智能電池充電器在滿足這些要求的同時可提供盡可能多的功能和設(shè)計的靈活性，使之具有更多優(yōu)點：適時檢測充電情況并按預(yù)定的充電方案對電池充電;使用四種狀態(tài)的充電規(guī)則使電池獲

10、得最好的特性;充滿電進行光報警并自動轉(zhuǎn)入浮充電狀態(tài)，最大限度地保證電池的容量。更能適應(yīng)電壓范圍寬、適于惡劣環(huán)境的應(yīng)用。三.初步設(shè)計方法與實施方案通過對蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和充電特性的了解和學(xué)習(xí)，分析各種常規(guī)充電法、快速充電法的優(yōu)缺點之后，探討一種新充電技術(shù)新型多模式充電技術(shù)，即根據(jù)電池容量的多少及電池端電壓的大小便充電過程按照涓流充電、大電流充電、過充電和浮充電四個模式進行。為保證電池充足電又不受到損壞，采用具有溫度控制和電池電壓控制功能的綜合控制法來終止充電過程。當電池電量基本用完時，若直接采用大電流恒流充電，電流過大會損壞電池，電流過小使充電時間過長，因此這一段時間要根據(jù)電池電壓的具

11、體情況控制充電電流，使充電過程按理想的充電模式變化，以達到最佳充電效果。當檢測到充電電流下降到足夠小時，說明電池充電已滿，此時若立即停止充電過程，電池會自放電。為了防止自放電現(xiàn)象，必須對電池進行浮充維護，即用l/20C（C為電池的額定容量）左右的電流進行浮充充電。電池充滿電后，如果不能及時停止充電，電池的溫度會迅速上升，采用具有溫度控制和電池電壓控制功能的綜合控制法來終止充電過程。系統(tǒng)在充電過程中即時檢測有無電壓負增量（）出現(xiàn)，作為判斷電池是否已經(jīng)充滿的標準，當電池電壓超過檢測門限時，系統(tǒng)會檢測到有負增量（）出現(xiàn)，則認為電池正常充滿，控制充電器進入浮充維護狀態(tài)，同時判斷電池溫度及電池端電壓，是

12、否已超過預(yù)定的閾值或保護值作為電池充滿的輔助檢測手段，若發(fā)現(xiàn)溫度和端電壓已達到或超過了充電保護條件,系統(tǒng)會立即終止所進行的充電過程，同時進行聲光報警。若系統(tǒng)未檢測到任何滿足終止充電的條件，則會隨著充電的繼續(xù)，重新開始充電終止控制法的判斷。以下為智能充電器結(jié)構(gòu)框圖：電動車智能充電器電路主要包括電源部分、采集部分、主控電路部分、人機電動車智能充電器電路主要包括電源部分、采集部分、主控電路部分、人機父耳郃分。電源部分：由電源變壓器、橋式整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。電源部分為單片機提供電壓以及電池充電工作時需要的各種電壓；采集部分：由電壓采樣、電流采樣、溫度檢測模塊組成。主控電路部分：由電壓檢測

13、取樣電路將電池端電壓的大小反饋回單耳機系統(tǒng)內(nèi)部，由單片機判斷后確定應(yīng)采用何種充電狀態(tài)，PWM脈寬調(diào)制作為占空比調(diào)節(jié)輸出電流，來控制和完成四個充電過程。人機交互部分：由顯示模塊、聲光報警和按鍵部分組成。主要功能是接收來自系統(tǒng)的電壓、溫度、電流大小、電池充滿百分比以及故障信息，并按要求給予實時顯示。當故障出現(xiàn)和充滿電時要發(fā)出聲光報警，該部分信息交換以中斷方式進行。軟件設(shè)計部分：基于MPLAB集成開發(fā)環(huán)境(IDE),適用于使用Microchip的PlCmicr。系列單片機進行嵌入式設(shè)計的應(yīng)用開發(fā)。是綜合的編輯器、項目管理器和設(shè)計平臺。該程序分為主程序和顯示部分程序，它們之間用串口通信。!1!預(yù)期結(jié)果

14、!1!預(yù)期結(jié)果主要內(nèi)容:以鉛酸蓄電池作為研究對象，進行電動車動力電池智能充電器的設(shè)計和實現(xiàn)。設(shè)計基于Microchip(微芯)公司的PIC16F73單片機控制的智能充電器的硬件電路，對所設(shè)計電路的工作原理進行必要的分析，詳細地討論各部分元器件參數(shù)的計算方法和選擇原則，介紹充電器電源部分、采集部分、主控電路部分、人機交互部分的設(shè)計原理和設(shè)計方法。電路中包括充電聲光報警和超溫聲光報警裝置。用protel設(shè)計電路原理圖?；贛PLAB集成開發(fā)環(huán)境(IDE),進行軟件設(shè)計。軟件編程調(diào)試。預(yù)期結(jié)果：(1)完成智能充電器硬件電路的設(shè)計(包括：硬件原理圖、硬件電路圖)和軟件設(shè)計。(2)完成軟件編程調(diào)試。五、

15、進度計劃月下2011.2月上：研究畢設(shè)所要解決的問題，查閱資料，完成3000字的翻譯。月上2011.2月中：進行整體方案的設(shè)計，完成開題答辯準備。月中2011.3月上：完成各模塊的選型，完成總體方案的設(shè)計。月上2011.3月中：完成硬件原理圖、硬件電路圖的設(shè)計。月中2011.4月上：完成系統(tǒng)軟件的設(shè)計編程，準備中期答辯。月上2011.4月下：軟件編程調(diào)試。月下2011.5月中：論文撰寫，答辯準備。六.調(diào)研資料參考文獻1孫逢春，張承寧等.電動汽車.北京:北京理工大學(xué)出版社，1999.2朱松然.鉛酸蓄電池技術(shù).第二版.北京.機械工業(yè)出版社，2004.4AjmalGodil.能夠選擇快充或慢充的充電

16、器幾電子設(shè)計技術(shù)，2001.5胡燕燕，楊代華.基于單片機的智能充電器設(shè)計幾電子元器件應(yīng)用，2007,(05).北京聯(lián)合大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）外文原文及譯文題目：智能充電器的設(shè)計專業(yè)：電子信息工程指導(dǎo)教師：楊萍學(xué)院：信息學(xué)院學(xué)號：學(xué)07080303316班級：0708030303姓名：王研一、外文原文ThemeaningofcomputerswitchingpowersupplySwitchingPowerSupplyistheuseofmodernpowerelectronics,controltransistorsswitchonandofftheopeningtimerate,tomaint

17、ainastableoutputvoltagepowersupplies,switchingpowersupplyfromthegeneralpulsewidthmodulation(PWM)controlICandMOSFETpose.Linearpowersupplyandswitchingpowersupplycomparedwiththetwocostsareincreasingoutputgrowth,butwithdifferentgrowthrate.Powercostsinalinearoutputpowerpoint,buthigherthantheswitchingpowe

18、rsupply,knownasthecostofthisreversalpointWiththedevelopmentofpowerelectronicstechnologyandinnovation,makingswitchingpowersupplytechnologyhasconstantlyinnovative,costreversethispointtotheincreasingoutputoflow-powermobile,switchingpowersupplytoprovideabroadspacefordevelopmentHigh-frequencyswitchingpow

19、ersupplyisthedirectionoftheirdevelopment,sothathigh-frequencyswitchingpowersupplyofsmall,andswitchingpowersupplyintoawiderrangeofapplications,particularlyintheapplicationofhigh-techfields,andpromotethehigh-techproductsofsmall,lightweightOf.Alsoswitchingpowersupplyinthedevelopmentandapplicationofener

20、gyconservation,resourceconservationandenvironmentalprotectionareofgreatsignificance.SwitchingPowerSupplyCategoryPeopleinswitchingpowersupplysideisthedevelopmentoftechnology-relatedpowerelectronicdevices,whilethedevelopmentoffrequencyswitchingtechnology,thetwopromoteeachothertopromotetheswitchpoweran

21、nuallytomorethantwo-digitgrowthinalight,small,lightweight,lownoise,highreliability,Anti-jammingdirection.SwitchingPowerSupplycanbedividedintoAC/DCandDC/DCtwocategories,DC/DCconverterwhichisnowmodular,designandtechnologyandproductiontechnologyathomeandabroadhavebeenmatureandstandardized,andhavebeenau

22、thorizedusers,butAC/DCmodular,makesitsowncharacteristicsintheprocessofmodular,encounteredamorecomplextechnologyandmanufacturingprocessproblems.FollowingwerethetwotypesofswitchingpowersupplyforthestructureandcharacteristicstosetoutDC/DCtransformDC/DCistotransformthefixedDCvoltagetransformationintoava

23、riableDCvoltage,alsoknownasDCchopper.Choppersworkintwoways,firstPWMTsthesameway,changeton(GM)andthesecondisthefrequencymodulation,tonunchanged,changeTs(easilyinterference).Theirspecificcircuitfromthefollowingcategories:(1)Buckcircuit-buckchopper,theaverageoutputvoltageUOlessthantheinputvoltageUi,the

24、samepolarity.(2)Boostcircuit-Boostchopper,theaverageoutputvoltageUOgreaterthantheinputvoltageUi,thesamepolarity.(3)Buck-Boostcircuit-buckorboostchopper,UOaverageoutputvoltagegreaterthanorlessthantheinputvoltageUi,polaropposite,inductancetransmission.(4)Cukcircuit-buckorboostchopper,itsaverageoutputp

25、owerUOpressuregreaterthanorlessthantheinputvoltageUi,polaropposite,capacitancetransmission.TodaystechnologyallowssoftswitchingDC/DChasundergoneaqualitativeleapforward,theUnitedStatesVIGORcompaniesdesignandmanufactureofavarietyofECIsoft-switchingDC/DCconverters,thelargestofitspoweroutputis300W,600W,8

26、00W,thepowerdensityofthecorresponding(6.2,10,17)W/cm3zefficiency(80to90)%.JapanslatestNemicLambdalaunchedasoft-switchtechnologyusinghigh-frequencyswitchingpowersupplymoduleRMSeries,theswitchesat(200300)kHz,thepowerdensityhasreached27W/cm3,usingsynchronousrectifier(MOSFETreplaceSCHOTT-Diode),theeffic

27、iencyoftheentirecircuitto90percent.AC/DCtransformAC/DCtransformationistotransformexchangeforDC,itspowercanbeatwo-wayflow,theflowofpowerflowfromthepowerloadknownastherectification,thepowerflowfromtheloadtoreturntopowerasactiveinverter.MAC/DCconverterfortheimportationofAC50/60Hz,duetotherectification,

28、filtering,therelativelylargesizeofthefiltercapacitorisessential,becauseencounteredsafetystandards(suchasUL,CCEE)andEMCDirectiveRestrictions(suchasIECFCC,CSA),ACinputsideandEMCfiltermustmeetsafetystandardsandtheuseofthecomponents,suchrestrictionsontheAC/DCpowerofthesmallsizeoftheaddition,sincetheinte

29、rnalhigh-frequency,high-pressure,bigCurrentswitchingaction,madetheresolutionofEMCdifficulttoelectromagneticcompatibilityproblems,willinstalltheinternalhigh-densitycircuitdesigntothehighdemandforthesamereason,high-voltage,highcurrentpowerswitchesmakegreaterlossofwork,limitingtheAC/DCconvertermodularp

30、rocess,itmustbeinpowersystemdesignmethodstooptimizetheefficiencyofitsworkreachesacertainlevelofsatisfaction.AC/DCtransformthecircuitcanbedividedintotheconnectionmode,half-wavecircuit,full-wavecircuitBythepowerofafewcanbedividedinto,single-phase,three-phase,multi-phase.Circuitworkonaquadrantcanbedivi

31、dedintoquadrants,thequadrant,thethree-quadrant,thefourquadrants.Selectionofswitchingpowersupply.SwitchingpowersupplyIntheimportationofanti-jammingperformance,asitsowncircuitofthecharacteristicsof(multi-levelseries),thegeneralimportationofinterferencesuchasasurgethroughthedifficult,intheoutputvoltage

32、stabilityofthetechnologyindicatorscomparedwiththelinearpowerHavegreateradvantages,itsoutputvoltagestabilityup(0.5to1)%.Switchingpowermodulesasapowerelectronicdeviceintegration,thechoiceshouldnotethefollowing:Becauseofthehighefficiencyswitchingpowersupply,canusuallymorethan80percent,itwastheirchoiceo

33、foutputcurrent,accuratemeasurementofelectricalequipmentorcalculatingthemaximumabsorptioncurrent,sothatwasthechoiceofswitchingpowersupplyhasahighcostperformance,Outputisusuallycalculatedasfollows:Is=KIfTypein:Is-switchingpowersupplyisratedoutputcurrent;If-thelargestelectricalequipmentabsorbcurrent;K-

34、margincoefficient,from1.5to1.8ingeneral;groundingLinearpowerthanthepowerswitchwillgeneratemoreinterference,thecommonmodeinterferencesensitiveelectricalequipment,groundingandshieldingshouldtakemeasures,accordingtoICE1000,EN61000,FCCrestrictions,suchasEMC,switchingpowersupplyaretakingmeasuresEMCEMC,Sw

35、itchingpowersupplyshouldnormallywithEMCEMCfilter.IfliedHuafutechnologyHAseriesswitchingpowersupply,itsFGtectioncircuitInswitchingpowersupplydesignmusthaveaflowofoverheating,suchasshort-circuitprotection,

36、itshouldbepreferredinthedesignoftheprotectionofthefull-featuredswitchpowermodules,anditsprotectioncircuitwiththetechnicalparametersoftheworkofelectricalequipmentmatchedtoAvoiddamagetoelectricalequipmentorswitchingpowersupply.SwitchingpowersupplytechnologydevelopmenttrendsSwitchingPowerSupplyisthedir

37、ectionofdevelopmentofhigh-frequencyhighreliability,lowconsumption,lownoise,interferenceandmodular.Sinceswitchingpowersupplylight,small,thinisthekeytechnologyofhigh-frequency,switchingpowersupplymajorforeignmanufacturersarecommittedtosynchronizethedevelopmentofnewhigh-intelligentdevices,particularlyi

38、nthesecondrectifierofthelossandironinpowerOxygen-(MnZn)materialstoincreasethescientificandtechnologicalinnovation,toenhancethehigh-frequencyandlargermagneticfluxdensity(Bs)underhighmagneticproperties,andthesmallcapacitorisalsoakeytechnology.SMTtechnologyapplicationsmakesswitchingpowersupplyhasmadeco

39、nsiderableprogress,bothsidesofthecircuitboardlayoutcomponents,toensurethatthelightswitchpower,small,thin.Thehigh-frequencyswitchingpowersupplyisboundtothetraditionofthePWMswitchingtechnologyinnovationandachieveZVS,ZCSthesoft-switchtechnologyhasbecomethemainstreamofswitchingpowersupplytechnologyandas

40、ubstantialincreaseintheswitchingpowersupplyefficiency.Forhigh-reliabilityindicators,theU.S.switchingpowersupplymanufacturersbyreducingoperatingcurrent,lowerjunctiontemperaturedevices,andothermeasurestoreducethestress,increasedreliabilitygreatlyimproved.ModularSwitchingPowerSupplyisthegeneraltrendofd

41、evelopment,canbeusedmodularpowercomponentsdistributedpowersystems,designedtoN+1redundantpowersystems,andparallelwaytoachievethecapacityexpansion.Powerswitchingoperationforthisbignoiseshortcomings,iftheindividualpursuitofitshigh-frequencynoisewillalsoincreasewith,andtheuseoftheresonanceconversioncirc

42、uittechnology,intheory,canachievethehigh-frequencynoisecanbereduced,butsomeResonantconversionofthepracticalapplicationoftechnologytherearestilltechnicalproblemsinthisareaisstillagreatdealofworktomakethetechnologytopracticaluse.Powerelectronicstechnologyinnovation,switchingpowersupplyindustryhasbroad

43、developmentprospects.Chinasswitchtoacceleratethepaceofdevelopmentofpowerindustry,wemustwalktheroadoftechnologicalinnovation,outofproduction,studyandresearchwithChinesecharacteristics,thejointdevelopment,fortherapiddevelopmentofChinasnationaleconomytocontribute.二、譯文微機開關(guān)電源的含義開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和

44、關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源，這一點稱為成本反轉(zhuǎn)點。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動，這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源進入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)

45、境方面都具有重要的意義。開關(guān)電源的分類人們在開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進推動著開關(guān)電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類zDC/DC變換器現(xiàn)已實現(xiàn)模塊化，且設(shè)計技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標準化，并已得到用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。以下分別對兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。LDC/DC變換變換DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，

46、一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton（通用），二是頻率調(diào)制方式，ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾其具體的電路由以下幾類：（1）Buck電路降壓斬波器，具輸出平均電壓U0小于輸入電壓Ui,極性相同。（2）Boost電路升壓斬波器，具輸出平均電壓U0大于輸入電壓Ui,極性相同。（3）Buck-Boost電路降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui,極性相反，電感傳輸。（4）Cuk電路降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui,極性相反，電容傳輸。當今軟開關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國VICOR公司設(shè)計制造的多種ECI軟開關(guān)DC/DC變換器具最大輸出功率有

47、300W,600W、800W等，相應(yīng)的功率密度為（6.2、10、17）W/cm3,效率為（8090）日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開關(guān)技術(shù)的高頻開關(guān)電源模塊RM系列，其開關(guān)頻率為（200300）kHz,功率密度已達到27W/cm3,采用同步整流器（MOSFET代替肖特基二極管），使整個電路效率提高到90%。.AC/DC變換AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負載的稱為“整流，功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變。AC/DC變換器輸入為50/60HZ的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的，同時因遇到安全標準

48、（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC、CSA）,交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外，由于內(nèi)部的高頻、高壓、大電流開關(guān)動作，使得解決EMC電磁兼容問題難度加大，也就對內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、大電流開關(guān)使得電源工作損耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為，單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。開關(guān)電

49、源的選用開關(guān)電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點（多級串聯(lián)），-般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過，在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢，其輸出電壓穩(wěn)定度可達（0.51）%。開關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應(yīng)注意以下幾點：.輸出電流的選擇因開關(guān)電源工作效率高，一般可達到80%以上，故在其輸出電流的選擇上,應(yīng)準確測量或計算用電設(shè)備的最大吸收電流,以使被選用的開關(guān)電源具有高的性能價格比，通常輸出計算公式為：Is=KIf式中：Is開關(guān)電源的額定輸出電流;開一用電設(shè)備的最大吸收電流；K裕量系數(shù)，一般取1.51.8;.接地開關(guān)電源比線性電源會產(chǎn)生更多的干擾，對

50、共模干擾敏感的用電設(shè)備，應(yīng)采取接炳口屏蔽措施，按ICE1000.EN61000.FCC等EMC限制，開關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施，因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開關(guān)電源，將其FG端子接大地或接用戶機殼，方能滿足上述電磁兼容的要求。3.3保護電路開關(guān)電源在設(shè)計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能，故在設(shè)計時應(yīng)首選保護功能齊備的開關(guān)電源模塊，并且其保護電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾?口模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此

51、國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（MnZn）材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進行創(chuàng)新，實現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù),并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。對于高可靠性指標，美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的

52、總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計成N+1冗余電源系統(tǒng)，并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。針對開關(guān)電源運行噪聲大這一缺點，若單獨追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題，故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作，以使得該項技術(shù)得以實用化。電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展做出貢獻。北京聯(lián)合大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)程序清單和圖紙題目：智能充電器的設(shè)計專業(yè)：電子

53、信息工程指導(dǎo)教師：楊萍學(xué)院：信息學(xué)院學(xué)號：學(xué)07080303316班級：0708030303姓名：王研一、程序清單(1)以下為部分主程序清單voidcode()if(128ch2_result)正常充電.(output_high(PIN_A4);if(ddl=O)output_low(PIN_C7);if(150=chl_result)8i(chl_resultchl_result)8i(chl_result170)switch(Mode)CCP_1=75;ledl=0;led0=1;break;CCP_1=50:ledl=0;led0=3;break;CCPJ=25:ledl=0;led0=5;break;CCPI=0;ledl=0;led0=7;break;)大電流充電.PWM輸出100%.if(chl_result=255)(進入過充，PWM輸出20%ddl=I;)elsei