12V阀控密封铅酸蓄电池智能充电器研发

摘要

目前阀控密封铅酸蓄电池以其密封好、无泄漏、无污染及无需维护等优点得到了越来越广泛的应用。常规充电器多采用小电流慢充方式，对新的阀控式铅酸蓄电池电池来说初充电需要70h以上，进行普通充电也需要10h以上。常规充电器缺乏有效的控制方式，容易造成过充、欠充，导致缩短了阀控式铅酸蓄电池的使用寿命，甚至损耗电池。本文研发了基于单片机的智能快速充电器。 本文研发了基于PwM开关电源技术和单片机技术的阀控式铅酸蓄电池充电器，主要内容如下： 1、在详细阅读有关文献的基础上，简单介绍了阀控式铅酸蓄电池工作原理，总结了阀控式密封铅酸蓄电池现有的充电方法，着重论述了常见的DC-DC变换电路工作原理，以及利用工作原理对充电器电路一些电感、电容参数进行计算。 2、在介绍安培环路定律和法拉第电磁感应定律的基础上，详细阐述了充电器中高频变压器、滤波电感和EMI滤波器等磁性元器件的设计。 3、提出了充电器的二层控制方式，底层采用模拟电路控制，上层采用单片机控制。这样避免了单纯的、死板的电路控制模式，通过软件可以方便实现各种充电曲线和一些难于用模拟电路实现的补偿算法。 4、低层模拟电路控制采用PI调节算法，这种调节器的优点既能消除系统的静态误差，同时还能使系统在轻负载的情况下，具有很好的稳定性能。 5、上层采用单片机控制，可以优化充电器充电过程曲线，这对阀控密封铅酸蓄电池的使用寿命非常有利，同时使得充电器操作更简单、使用更方便，对充电器提供必要的保护，为用户的错误操作提供指示和保护，避免由于错误操作引起各种的危害，这些保护包括蓄电池电极反接保护，充电器输出短接保护，蓄电池电压过低保护，充电器充电时间过长保护，充电过程断线保护等。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1阀控密封铅酸蓄电池

1.2阀控密封铅酸蓄电池充电技术

1.2.1基本充电过程—化学反应及副反应

1.2.2现有的充电方法

第2章充电器电路设计

2.1直流-直流(DC-DC)变换电路

2.1.1降压型电路

2.1.2升压型电路

2.1.3升降压型电路

2.1.4正激电路

2.1.5反激电路

2.1.6推挽电路

2.1.7半桥电路

2.1.8全桥电路

2.2 12A充电器电路设计

2.2.1 12A充电器的结构原理

2.2.2 12A充电器的整流滤波电路

2.2.3 12A主变换电路

2.2.4 PWM调制控制器

2.2.5辅助电源设计

2.3 40A充电器电路设计

2.3.1 40A充电器的结构原理

2.3.2 40A充电器的整流滤波电路

2.3.3主变换电路

2.3.4 PWM调制控制器

2.3.5辅助电源设计

第3章反馈补偿设计

3.1动态模型

3.2补偿网络设计

3.2.1电压反馈控制补偿网络

3.2.2电流反馈控制补偿网络

3.2.3电压环和电流环的相互影响

第4章磁性元件设计

4.1磁性元件设计的理论基础

4.2变压器的设计

4.2.1变压器铁心材料及形状选择

4.2.2确定铁心型号及尺寸

4.2.3绕组计算

4.2.4铁心窗口校核

4.2.5损耗与温升计算

4.2.6变压器绕组绕线的结构

4.3直流滤波电感的设计

第5章充电器的“智能”中心

5.1充电器人机界面

5.1.1控制面板介绍

5.1.2开机以及关机

5.1.3对阀控式铅酸蓄电池充电

5.1.4 12V点烟器输出功能

5.1.5充电器的充电曲线

5.1.6充电器的保护功能

5.2单片机硬件电路设计

5.3单片机控制软件的设计

第6章EMI控制

6.1噪声来源

6.2布板

6.2.1信号地和功率地

6.2.2大电流驱动电路接地，独立地线

6.3 EMI滤波器

6.3.1差模滤波

6.3.2共模滤波

第7章小结

参考文献