电子信息工程毕业论文
专 业： 电子信息工程 班 级： 电子信息工程（3）班
I
48V三段式电动车铅酸储电池智能控制充电器
摘要：本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理，从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发，研究二段式和三段式充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。针对蓄电池充电过程中出现的种种问题，提出对铅酸蓄电池实现三段式充电的智能充电器设计方案。将整个设计方案分解成多个模块电路的设计，通过分析和计算获得每个模块中各个元器件的参数，最后将各个模块进行组合获得完整的电路。而整个电路通过控制开关电源的脉冲频率和占空比，从而调节充电电流和电压，实现对蓄电池的分段式充电，这个方案不仅可实现对蓄电池的智能控制，同时可以减少析气，消除硫化，进行均衡充电，从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。
关键词：铅酸蓄电池；三段式；智能；充电器
II
Lead-acid battery electric car 3-step intelligent control
charger
Abstract：The design describes the charger to the battery charger of the general principles，from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study 2-step and 3-step methods for lead-acid battery life implications。For battery charging problems arising in the process，proposed implementation of the 3-step charging lead-acid battery charger intelligent design。The design scheme is decomposed into several module circuit design，through the analysis and calculation of all components obtained each module of the parameters。Each module combination will finally get complete circuit。Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle，thus regulating charge current and voltage to realize the segmented storage battery。The program not only enables intelligent control of the battery ，while reducing analysis of gas，to eliminate sulfide，a balanced charge,，thus greatly extending the service life of lead-acid batteries。
Keyword：Lead-acid batteries；Three-step method；Intelligent；charger
III
目 录
摘要 …………………………………………………………………………………………… Ⅰ Abstract ………………………………………………………………………………………… Ⅱ 第一章 前 言 ………………………………………………………………………………… 1 第二章 充电器原理…………………………………………………………………………… 2 2. 1 铅酸蓄电池的充电以及放电特性……………………………………………………… 2 2. 2 充电器的工作原理……………………………………………………………………… 2 2.2.1 恒流充电……………………………………………………………………………… 2 2.2.2 恒压充电……………………………………………………………………………… 3 2.2.3 三段式充电…………………………………………………………………………… 3 第三章 总体设计方案………………………………………………………………………… 5 3. 1 系统设计………………………………………………………………………………… 5 3. 2 方案策略………………………………………………………………………………… 5 第四章 硬件电路设计………………………………………………………………………… 6 4. 1 电路总体设计…………………………………………………………………………… 6 4. 2 使用芯片介绍…………………………………………………………………………… 6 4.2.1 UC3842单管开关电源………………………………………………………………… 6 4.2.2 LM324四运算放大器………………………………………………………………… 7 4.2.3 TL431集成电路误差放大器………………………………………………………… 8 4.2.4 EL817光电耦合器…………………………………………………………………… 9 4. 3 电动车充电器原理及各元器件作用…………………………………………………… 10 4.3.1 充电器原理图………………………………………………………………………… 10 4.3.2 充电器PCB图…………………………………………………………………………10 4.3.3 各元器件作用概述…………………………………………………………………… 11 4. 4 功能模块电路设计……………………………………………………………………… 11 4.4.1 市电滤波电路………………………………………………………………………… 11 4.4.2 市电电压整流滤波和限流电路……………………………………………………… 11 4.4.3 启动和供电电路……………………………………………………………………… 12 4.4.4 振荡电路……………………………………………………………………………… 13 4.4.5开关管激励电路……………………………………………………………………… 14 4.4.6 电压输出电路………………………………………………………………………… 15 4.4.7 稳压控制以及充电显示控制电路…………………………………………………… 16 第五章 总结与展望…………………………………………………………………………… 17 参考文献（References）………………………………………………………………………… 18 致谢……………………………………………………………………………………………… 19 附录（实物图）………………………………………………………………………………… 20
第一章 前 言
电动车以其方便，快捷，环保，经济，实用的特点，获得人们的青睐，越来越多的人选择电动车作为代步工具，电动车也被人们认为是21世纪的绿色工程，同时它的出现也将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。
电动车核心部件中的电动机，控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟，而另两大部件蓄电池，充电器的发展还不能满足电动车的要求，有一些理论和技术问题还有待攻关，现已成为影响电动车发展的瓶颈。目前电动车使用的电池主要由铅酸蓄电池，镍—金属氢化物蓄电池，锂离子蓄电池，燃料电池等，其中铅酸蓄电池以其价格低廉，材料来源丰富，技术和制造工艺较成熟，电池容量大，跟随负荷输出特性好，无记忆效应等优势成为电动车目前主要采用的电池种类。近年来铅酸蓄电池自身的技术有了不小的进步，比如全密封免维修铅酸蓄电池的出现还有铅酸蓄电池广泛应用于国防，通信，铁路，交通工农业生产部门等，但作为其能量再次补充的充电器却发展缓慢，充电时间过长，充电电流调整不好，充电器输出电压不足等等原因导致蓄电池的使用寿命大大地缩短，严重的制约着电动车的发展。一般人们都是在蓄电池的电量全部使用完之后再对其进行充电，但这样的结果却容易导致充电器的过充而损坏，致使蓄电池过早地报废而污染环境，要知道每年报废的蓄电池的数量是十分恐怖的。现在全世界都在宣传低碳生活，如果使用智能式充电器就能起到节约能量消耗，增加蓄电池的使用寿命，不仅是对于电动车也是对地球的一种保护。而且最近几年许多新闻报道中都有使用者因为使用不当，比如蓄电池的反接或者先将充电器与市电相连再与蓄电池相接，这些都会危及到使用者的生命安全和蓄电池的完好，所以我们需要一种更安全更环保的充电器，这定将是未来充电器的发展方向。于是我们根据时代的发展及要求设计了一款目前市场充电器流行使用的方法，也是技术较成熟的一种设计，采用UC3842驱动场效应管的单管开关电源配合LM324设计的三段式智能充电器。该充电器虽然存在维修难度大，功率小等缺点，但它具有体积小，重量轻，效率高，适应市电输入范围宽，安全可靠等优点，所以开关电源式充电器相对于变压器式充电器和可控硅式充电器来说将会是今后电动车充电器的发展方向，我也相信随着科学技术的不断进步，电动车以及电动汽车的也会有更加美好的未来。
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