正负脉冲型电动车智能充电器的设计

如图3所示，变压器输出的交流信号经过二极管D19、D8整流和电容C14、C16滤波成为直流电压，电阻R21、R95为假负载，用来防止在充电器没有接负载(蓄电池)时电压升高，保证充电器电压的稳定。MOS管Q2、Q3用来控制正负脉冲产生，Q2为PMOS管。用来控制充电电压的通断，Q3为NMOS管，用来控制蓄电池放电。单片机RA2脚经限流电阻R46控制NPN三极管Q8的通断，当单片机输出为高电平时，三极管Q8导通，电阻R33、R31经过Q8接地，构成回路，电阻R33、R31进行分压后接到Q2的栅极，驱动Q2导通；同理，当单片机RA2脚输出低电平时，Q2关断。其中小电容C17用来防止电压突变对Q2的影响，使得电压变化略趋于平缓但又不会影响开关速度。单片机RC1脚经限流电阻R45控制NPN型三极管Q10和PNP型三极管Q11，从而控制MOS管Q3的通断。当单片机RC1脚输出高电平，三极管Q10导通，Q11截止，电压VCC经三极管Q10、电阻R51后控制NMOS管Q3导通；当单片机RC1脚输出低电平时，三极管Q11导通，Q10截止，Q3结电容中的电通过Q11迅速释放，加速Q3关断。电感L1、电容C18用于滤波，使输出电压更平稳。电阻R23为电流取样电阻，流过蓄电池的电流会在电阻R23上产生压降，此电压在电路中用于判断充电状态和充电阶段。
1．3 单片机系统电路
PIC16F676单片机6采用RISC型CPU内核，仅需学习35条指令，除了跳转指令以外所有指令都是单周期的，由于采用哈佛总线结构，以及指令的读取和执行采用流水作业方式，使得PIC单片机的运行速度大大提高；PIC单片机是最节省程序存储器空间的单片机，驱动能力强，每个I／O口的吸入和输出电流最大值可达25mA。PIC系列单片机集成了上电复位电路、I／O引脚上拉电路、看门狗定时器等，可以最大程度地减少或免用外接器件，以便实现“纯单片”应用。

如图4所示，电阻R1和电容C15组成单片机复位电路，单片机IC4和复位电路构成了单片机最小系统。单片机1脚接电源VCC，14脚接地，7脚通过二极管D9输出信号，当7脚输出高电平时充电状态强制进入浮充状态，减小充电电流，防止损伤蓄电池。电阻R54为上拉电阻，防止单片机输出的信号驱动能力不足而无法正常工作。单片机9脚用于驱动NMOS管Q3，11脚用于驱动PMOS管Q2。普通三段式充电由于初始充电电流很大，这对于过放电后的蓄电池是致命的，因此必须进行判断。本文方案在充电初始阶段，单片机控制MOS管关断，利用电阻R50和R41对蓄电池电压进行分压，输入单片机10脚，10脚采样蓄电池电压，判断蓄电池极性是否正确，如不正确，则不进行充电，利用指示灯进行提示；如正确，再判断是否过放电，如果电压低于设定值，认定蓄电池过放电，则采用小电流进行充电，即涓流充电，当蓄电池可以承受大电流时再进入常规三段式充电阶段。单片机12脚、13脚控制指示灯LD1，12脚控制红灯，13脚控制绿灯，用于指示蓄电池充电状态。