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一种P89LPC93X单片机控制的大功率铅酸电池充电器设计

作者:时间:2011-12-08来源:网络收藏

随着全球环保意识的增强,使用铅酸电池的各种车辆不断进入人们的视野,然而目前世界上用于铅酸电池的充电器却是五花八门。这些充电器造成铅酸电池过充或充电不足的现象时有发生,后果是铅酸电池的使用寿命降低。在大功率的设计中,减小功率损失,按照经验的优化曲线实现充电,是保障铅酸电池使用寿命的理想方法。为此,笔者设计一种的实用大功率

1 充电器的硬件结构

在充电器初级回路的主电源设计中,采用了PFC+移相全桥的拓扑结构,在充电器次级回路设计中,为了实现对电池状态的监控,并能按照经验的优化曲线对电池进行充电,加入了。这种充电器的硬件结构框图如图1所示。




在充电器的输入回路中,加入了功率因数校正(PFC)电路,控制芯片IC选用ST公司的L4981,该IC芯片采用连续功率因数修正(CCM)的控制方式,即平均电流控制模式。在实际应用中,这种控制方式在输出大于250W的升压电路中有明显的优势,因此在设计大功率的输入电路中常采用这种控制模式。其控制模式电路示意图如图2所示。图中,Vin为市电经整流后的直流电压,Vs为控制芯片IC内部振荡器输出信号,Ip是控制芯片IC内部的精密电流源提供的功率限制电流,电流放大器的输出Vc取决于取样电阻Rp的大小即Vp的大小,所以PFC的功率输出也就取决于Rp的大小。电路中电流放大器输出信号Vc、振荡器锯齿波信号Vs和流过升压电感的电流信号IL的关系如图3所示。


从图中可以看出:在时间区间ab段或cd段等奇数时间段,Vc的电压波形在和Vs交错前必须是负的斜率,而Vs必须是正斜率,并且必须交错,否则PFC输出信号无法得到控制。而在bc段或da段等偶数时间段,电压Vc和Vs都是正斜率,但是Vc的斜率必须比Vs要小,这样二者才能交错,否则PFC输出信号也无法得到控制。因此在设计控制电路时,必须按照这些要求来选择外围电路,否则电路将不动作或失去控制。这种控制方式的实际应用电路图如图4所示。


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