移动式太阳能交通信号灯毕业设计(编辑修改稿)

移动式太阳能交通信号灯毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

蓄电池充电专用控制集 成芯片，能够提供密封铅酸蓄电池的三种充电逻辑状态（大电流充电、可控过充电和浮充充电）控制，能使充电器的充电电压随电池电压温度系数的变化而变化，从而使密封式铅酸蓄电池在很宽的温度范围内能够达到最佳充电状态（如电池容量和使用寿命）、可分别对充电电流、充电电压（通过电压控制环和电流控制环）实现控制，具有静态工作功耗低的优点，能提供实现密封铅酸蓄电池最佳充电所需的控制和检测功能。 1） UC3906 的特性和结构 UC3906 内部结构框图如图 2 所示，该芯片内含有独立的电压控制电路和限流放大器，控制芯片内的驱动器可提供 的输出电流达 25mA，可直接驱动外部串联调整管，从而调整充电器的输出电压 和电流。 电压和电流检测比较器检测蓄电池的充电状态，并控制充电状态逻辑电路的输入信号。 图 2 UC3906 内部结构框图 当 VRLA 蓄电池电压或温度过低时，充电使能比较器控制充电器进入浮充状态，该比较器还能输出 25mA 浮充电流。 这样，当 VRLA 蓄电池短路或反接时，充电器只能小电流充电，避免因充电电流过大而损坏 VRLA 蓄电池。 UC3906 的非常重要的特性就是具有精确的基准电压，其基准电压 随环境温度而变，且变化规律与 VRLA 蓄电池电压 的 温度特性完全一致。 同时，芯片只需 的输入电流就可工作，这样可以尽量减小芯片的功耗，实现对 工作环境 温度的准确检测，保证 VRLA 蓄电池既能充足电又不会严重过充电。 除此之外，芯片内部还包括一个输入欠压检测电路以对充电周期进行初始化。 这个电路还驱动一个逻辑输出，当加上输入电源后，脚 7 可以指示电源状态。 2） 充电过程及充电参数的确定 充电过程从大电流恒流充电状态开始，在这种状态下充电器输出恒定的充电电流 maxI ，同时充电器连续监控电池组的两端电压，当电池电压达到转换电压 12V时，电池的电量已经恢复到 额定 容量的 70％～ 90％，充电器转入过 充电状态。 在此状态下，充电器输出电压升高到 ocV ；由于充电器输出电压保持恒定不变，所以充电电流连续下降，当电流下降到 octI 时，电池的容量已达到额定容量的100％，充电器输出电压下降到较低的浮充电压 FV。 充电过程如图 2 所示。 图 1 UC3906 充电状态曲线 VRLA 蓄电池的充电 参数主要有 过充电电压 ocV 、浮充电压 FV 、 过转换电压12V 、 最大充电电流 maxI 、过充电终止电流 octI。 它们与 1RX 、 2RX 、 3RX 、 4RX 、RXS 之间的关系可以从下面的公式反映出来： 过充电压 VRX RXRXRX RXRXVVr e foc 15)4 213 211(*  浮充电压 VRX RXRXVVre fF )3 211(*  过冲转换电压 VVV OC *  最大充电电流 )( ]1[m a x 电流太阳能电池板最大输出AAR X SVI  过充电终止电流 ARXSVIoct  ocV 、 FV 和 refV 成正比。 refV 为 ，温度系数是 ℃。 maxI 、 octI 、 ocV 、 FV 可以独立地设置。 只要所提供的输入电源允许或功率管可以承受， maxI 的值可以尽可能的大。 虽然某些充电器有过充保护电路，充电率可以达到甚至超过 2C，但是蓄电池厂商推荐的充电率范围是 C/20～ C/3。 octI 的选择尽可能的使 VRLA 蓄电池接近 100%充电。 合适值取决于 ocV 和在 ocV 时 VRLA 蓄电池充电电流的衰减特性。 maxI 和 octI 分别由电流限制放大器和电流检测放大器的偏置电压和检测 电流的电阻 RXS 决定。 ocV 、 FV 的值由内部参考电压 refV 和 外部电阻 1RX 、 2RX 、 3RX 、 4RX 组成的网络决定。 3） 电路设计 本电路的设计电路图 如图 2 所示。 由于充电器始终接在蓄电池上， 为防止VRLA 蓄电池电流倒流入充电器，在串联调整管与输出端之间串入一支二极管。 在选择 2QX 和 3QX 器件时必须要考虑它们是否能够承受，最终分别选择了TIP142（达林顿管） 和 MBR1040（二极管）。 同时，为了避免输入电源中断后，VRLA 蓄电池通过分压电阻 1RX 、 2RX 、 3RX 放电，使 3RX 通过电源指示管（脚 7）接地。 图 2 UC3906 充电电路 18V 输入电压加入之后， 1QX 、 2QX 导通，开始恒流充电，充电电流为太阳能电池板输出地最大电流 （满足蓄电池厂商推荐的充电率范围 C/20～ C/3） ， VRLA蓄电池电压逐渐升高。 当 VRLA 蓄电池电压达到过充电压 ocV 的 95％ （即 ）时， VRLA 蓄电池转入过充电状态，充电电压维持在过充电压，充电 电流开始下降。 当充电电流降到过充电终止电流（ octI ）时， UC3906 的脚 10 输出高电平，比较器 LM339 输出低电平， VRLA蓄电池自动转入浮充状态。 同时充足电 指示 发光管 （ DXS1） 发光，只是蓄电池已充足电。 由于只需要很少的外部器件就可以在很宽的范围内实现对 VRLA 蓄电池的精确快速充电，所以采用 UC3906 简化了 VRLA蓄电池充电器的设计过程。 5V 电源电路设计 12V 蓄电池 电源 分别为 LED和工作电压为 5V 的 芯片 供电。 其中， 5V电源是由 12V 电源通过 LM7805 稳压芯片得到。 采 用 LM7805 系列三端稳压 IC 组成的 稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。 由 蓄电池 12V 电源得到 5V电源的 电路 如图 3 所示。 图 3 5V 电源电路 LM7805 最大输出电流为 ，能够满足 单片机及外围电路各 芯片功率的需求。 在使用 LM7805 稳压芯片时，要注意 输出电压差约为 2V，否则不能输出稳定的电压，一般应使电压差保持在 4～ 5。 1CS 、 2CS 和 3CS 、 4CS 分别为输入端和输出端滤波电容 ，使稳压器输出比较纯净的 5V 电压。 图中 1RS 阻值为零 ， 用来 减小 模拟地 对 数字地 的干扰。 LED 驱动电路 设计 LED 驱动方式选择 LED 的 驱动方式可以分为两大类：恒流式和稳压式。 由于 LED 的电流和电压的关系与。