电动车电瓶充电器毕业论文(编辑修改稿)

电动车电瓶充电器毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

硬件电路设计 电路总体设计 充电器采用的典型构成主要由市电滤波电路，市电变换电路，启动电路，振荡器， PWM电路，激励电路，开关管，误差取样放大电路，保护电路等。 由市电送来的 220V的交流双向 滤波抑制干扰进行整流滤波，得到太约 300V的直流电送入给高频脉冲 开关 变压器，变压器的次级绕组输出电压为 48V 给蓄电池充电。 在蓄电池的出口处分别 对其电压和电流进行采样，然后通过误差取样放大电路影响光电耦合器的导通情况，从而控制开 关管的导通起到对电流和电压的输出控制。 以 UC3842 驱动场效应管的单管开关电源，然后再输出的 PWM波形的频率和占空比，配合 LM324 来实现阶段充电方式。 如图 所示。 使用芯片介绍 之所以电动车的充电器随着时代的发展，体积越来越小，重量越来越轻，效率越来越高，安全度也逐步提升的主要原因在于集成芯片的发展和使用。 将更多的功能集成于一块芯片上，这将是未来电子技术发展的必然趋势，我相信随着集成芯片的不断发展，充电器的发展也会步入一个崭新的时代。 UC3842 单管开关电 源 UC3842属于单端输出脉宽控制芯片，它是一种高性能的固定频率电流型控制电路，广泛应用在隔离式单端开关电源设计以及直流 — 直流电源变换器中。 它主要的优点是外界元件少，结构简单，成本低。 它的内部电路包括如下性能：一是可调整的充放电振荡器，可精确的控制占空比；二是采用电流型控制，并可在 500KHz高频状态下工作；三是误差放大器具有自动补偿功能；四是带锁定的 PWM 控制电路，可进行逐个脉冲的电流控制；五是具有内部可调整参考电压，具有欠压保护锁定功能；六是采用图腾柱输出电路，提供大电流输出，输出电流可达到  1A；七是可直接驱动场效应管或双晶体管。 UC3842 的内部由启动电路，振荡电路，基准电压发生器， PWM 特制电路，驱动电路等构成。 其各引脚功能如下： 1 脚 COMP 是内部误差放大器的输出端，通常此脚与 2 脚之间接有反馈网络，以确定图 充电器采用的开关电源构成方框图 电动车电瓶充电器毕业论文 7 误差放大器的增益和频响。 2 脚 VFB 是反馈电压输入端 （内部误差放大器反相输入端） ，此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压 (一般为 +)进行比较，产生控制电压，控制脉冲的宽度。 3 脚 ISENSE是电流传感端 又可定义为充电电流控制端。 在外围电路中 ，在功率开关管(如 VMos 管 )的源极串接一个小阻值的取样电阻，将脉冲变压器的电流转换成电压，此电压送入 3 脚，控制脉宽。 此外，当电源电压异常时，功率开关管的电流增大，当取样电阻上的电压超过 1V时， UC3842 就停止输出，有效地保护了功率开关管。 4脚 RT/CT 是 外接振荡器 定时端。 锯齿波振荡器外接定时电容 C 和定时电阻 R 的公共端。 5 脚 GND 是接地。 6脚 OUT 是 驱动脉冲 输出端，此脚为图滕柱式输出，驱动能力是 177。 lA。 这种图腾柱结构对被驱动的功率管的关断有利，因为当三极管 VTl截止时， VT2导通，为功率管关断时提 供了低阻抗的反向抽取电流回路，加速功率管的关断。 7脚 Vcc 是电源。 当供电电压低于 ＋ 16V时， UC3824不工作，此时耗电在 1mA以下。 输入电压可以通过一个大阻值电阻从高压降压获得。 芯片工作后，输入电压可在 +10～ +30V之间波动，低于 +10V停止工作。 工作时耗电约为 15mA，此电流可通过反馈电阻提供。 8脚 VREF 是 5V基准电压输出，可输出精确的 +5V基准电压，电流可达 50mA。 LM324四运算放大器 LM324内设 4个完全相同的运输放大器及运算补偿电路，采用差分 输入方式。 该芯片工作电压范围为 3— 32V，静态电流为 MC1741的静态电流的五分之一。 共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。 LM324本身具有许多特点，比如：一是具有短跑保护输出；二是真差动输入级；三是可单电源工作；四是低偏置电流，最大为 100nA；五是每个封装含有四个运算放大器；六是具有内部补偿的功能；七是共模范围扩展到负电源；八是行业标准的引脚排列；九是输入端具有静电保护功能。 1脚 OUT1是运算放大器 1输出，其空载电压为 18V。 图 UC3842引脚图 图 UC3842内部构成方框图 电动车电瓶充电器毕业论文 8 2脚 Inputs1()是运算放大 器 1反相输入端，其空载电压为 0V。 3脚 Inputs1(+)是运算放大器 1同相输入端，其空载电压为。 4脚 Vcc 是供电，其空载电压为 19V。 5脚 Inputs2(+)是运算放大器 2同相输入端，其空载电压为。 6脚 Inputs2()是运算放大器 2反相输入端，其空载电压为。 7脚 OUT2是运算放大器 2输出，其空载电压为 0V。 8脚 OUT3是运算放大器 3输出，其空载电压为。 9脚 Inputs3()是运算放大器 3反相输入端，其空载电压为 5V。 10脚 Inputs3(+)是运算放 大器 3同相输入端，其空载电压为。 11脚 GND 是接地或负电源供电，其空载电压为 0V。 12脚 Inputs4(+)是运算放大器 4同相输入端，其空载电压为 0V。 13脚 Inputs4()是运算放大器 4反相输入端，其空载电压为。 14脚 OUT4是运算放大器 4输出，其空载电压为 0V。 TL431集成电路误差放大器 TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。 它 的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从 Verf（ ） 到 36V范围内的任何值。 该器件 的典型动态阻抗为 ，在很多应用中用它代替齐纳二极管，例如数字电压表，运放电路，可调压电源 ， 开关电源等。 如图 ，其 3个引脚分别为：阴极，阳极和参考端。 TL431是一种并联稳压集成电路，因其性能好，价格低，因此广泛应用在各种电源电路中。 其主要参数为：最大输入电压为 37V；最大工作电流 150mA；内基准电压为 ；输出电压范围为 —30V。 而 TL431的具体功能可以用图。 由图可以看到 VI 是一个内部的 的基准源，接在运放的反向输入端。 由运放的特性 可知，只有当 REF 端（同向端）的电压非常接近 VI（ ） 时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着 REF 端电压的微小变化，通过三极管的电流将从 1到 100mA变化。 在此次的设计中如果 TL431异常时，将不能控制输出电流，从而会产生开关电源输出电压升高图 LM324内部构成方框图 电动车电瓶充电器毕业论文 9 的故障；而如果其产生漏电的时候，会产生开关电源输出电压低的故障，所以其对电路的影响非常大。 EL817光电耦合器 光电耦合器由一只发光管和一只光敏管构成，主要应用在组成开关电路，逻辑电路，隔离耦合电路，高 压稳压电路等。 当光电耦合器输入端的发光管流过导通电流后开始发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电 — 光 — 电的转换。 光电耦合器包含如下工作特性： 1. 共模抑制比很高：在光电耦合器内部，但由于发光管和受光管之间的耦合电容很 小的（ 2pF 以内）所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。 2. 输出特性：光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流 IF 下，光敏管所加偏置 电压 VCE 与 输出电流 IC 之间的关系，当 IF=0时，发光二极管不发光，此时的光敏晶体管集电极输出电流称为 暗电流 ，一般很小。 当 IF0时，在一定的 IF 作用下，所对应的 IC 基本上与 VCE 无关。 IC 与 IF 之间的变化成线性关系，用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。 3. 光电耦合器可作为线性耦合器使用 ： 在发光二极管上提供一个偏置电流，再 把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上，这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号，其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。 光电耦合器也可工作于开关状态，传输脉冲信号。 在传输脉 冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入 和 输出延迟时间相差很大 ，所以要对每个不同的光电耦合器区别对待。 图 TL431的封装和电路符号以及引脚图 图 TL431内部电路简图 图 电动车电瓶充电器毕业论文。