大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器设计

摘要

大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器是各种电子设备必不可少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。目前大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器被广泛应用于工业设备、邮电通信、交通设施、军事装备、仪器仪表、家用电器等领域，并且正朝高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染的方向发展。鉴于目前充电设备的状况，研究和开发高效率大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器具有重要的现实意义。 本文主要的研究对象是大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器的设计，根据铅酸蓄电池的特性设计出合理充电方法，进而给出大功率快速充电器的总体系统结构，接着对系统模块进行进一步的分析与设计。首先，针对大功率快速充控制器的关键核心电源部分进行详细的设计，包括主变换器功率同路、PWM控制芯片外围电路、驱动电路以及辅助电源设计。其中主变换器功率回路拓扑的分析、改进和设计是重点阐述的对象。其次，在大功率快速充电控制器的电源部分设计的基础上进行大功率快速充电器的总体控制系统设计，包括充电控制方案设计，充电系统模块有：温度检测；过热保护；过压、过流保护及电压、电流检测电路等。通过设计电源管理电路将各个模块整合起来，从而实现大功率快速充电控制器的充电功能。 最后，本课题的测试和调试结果表明，在对48V/20Ah的铅酸蓄电池，大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器满载时，其输出直流电压为60V，最大纹波电压为480mV，输出电流为15A，脉冲电流达到12A，基本达到了系统的设计指标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 本课题的学术背景及其理论与实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文的主要工作

第二章 铅酸蓄电池充电器基本理论

2.1 铅酸蓄电池的特性

2.2 铅酸蓄电池的充电方式

2.3 充电器中的开关电源技术

2.4 大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器的总体系统结构

2.5 小结

第三章 大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器电源部分设计

3.1 电源主变换器模块电路设计

3.2 全桥移相零电压软开关拓扑的改进

3.3 主变换器功率回路设计

3.4 主变换器PWM控制芯片外围电路设计

3.5 主变换器驱动电路设计

3.6 主变换器辅助电源设计

3.7 小结

第四章 大功率快速脉冲充电器控制系统设计

4.1 大功率铅酸蓄电池快速脉冲充电控制器控制模块

4.2 充电控制器控制模块总体设计

4.3 系统总体参数指标和功能要求

4.4 脉冲波形的实现方案

4.5 充电控制系统结构与模块设计

4.6 管理芯片的选择

4.7 小结

第五章 测试结果及分析

5.1 系统调试

5.2 测试结果

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

就读研究生期间发表的论文