图

%

软件控制流程图

&'() %

&*+, -./01 +2 3+21,/04 -+510+*

在程序中

!

各阶段的执行时间均被记录

!

如果充电时间

过长或充电时间过短

!

均会跳至对应的程序段

!

或点亮信号

灯

!

或蜂鸣报警

!

或强制结束程序

!

这使得充电状态一目

了然

"

变压器设计简介

由于电池的充电电流不可以为零

!

所以本充电器必须工

作在连续工作模式下

!

反激变压器即使工作在电流连续模

式

!

尽管总安匝不会停留在零

!

但是

!

对于反激变压器的每个

线圈来说

!

线圈电流总是处于断续状态

"

当然电流

#

安匝

$

断

续更是如此

%

这是因为开关期间

!

电流

&

安匝

$

在初级和次级

之间来回转换

!

即初级安匝减少时

!

次级安匝等量增加

!

反之

亦然

%

虽然总安匝是连续的

!

纹波很小

!

但每个线圈的电流交

替由零到最高峰值之间变化

%

无论什么工作模式

!

线圈交流

损耗大

%

为了降低成本

!

本例中使用的开关器件是

67&89"

&

:"" ;

'

8 <

$!

这使得变压器的匝数比不可能太大

!

因为市电经整流

滤波后的电压约为

%"";=>

!

充电器的最高输出电压约为

9:;=>

!

设计时设定匝数比

$

?

!

为

!

!

这样

67&89"

芯片约有

$"";=>

的漏感尖峰裕度

!

降幅较为可靠

"

变压器的初级和次级的伏秒数要保持平衡

!

由此可推算

出开关管的最大开通时间

@A

B

(

$

(

!

&

C-

&

$

D

!

$$

B:):E 3

&

#

$

式中

!

C-

为变压器原边的最低输入电压

!

为开关周期

!

为

输出电压

!

#

为初级匝数

!

!

为次级匝数

!

这里忽略了电路中

开关管和二极管的导通压降

%

假设充电器的效率为

8FG

!

充电器的输出功率为

$FF H

!

由于开关管的最大导通时间出现在输入电压最低的时候

!

可

推得变压器的初级电感量

&

C-

(

@A

$

!

!I:

(

(

B99E J

&

!

$

式中

!

为输出功率

%

为保证本充电器可以可靠的工作在连续电流模式下

!

经

调试

!

变压器的实际参数如下

)

磁芯采用

K=L

的

M>9"NN79F

磁芯

!

磁芯芯柱的气隙设为

$I:8 OO

!

骨架采用排距

!: OO

'

针距

: OO

'

PP

针的立式骨架

%

初级绕组用

FIP9 OO

高强度

漆包线绕

QE

匝

!

电感量

E8F J

*

次级绕组用

FIP9 OO

高强度

漆包线三线并绕

:F

匝

!

电感量为

!F8 J

%

初次级之间垫入

%

层聚脂薄膜

!

不浸漆

%

总

结

经测试

!

本充电器的最高输出功率可达

QF H

!

效率约

8:R

!

整机成本约

!"

元人民币

!

具有很强的市场竞争力

%

由于单片机的运算速度的限制

!

使用单片机模拟电源管

理

6>

无法做到使反馈环路非常稳定

!

这给电路的热设计增加

了难度

%

如果要优化热设计

!

可采用给单片机外置振荡器

!

将

其工作频率提高到

!" SJT

的方法

!

也可以将恒流充电阶段

再分成若干个阶段

!

随着充电器输出电压的提高

!

逐渐的降低

输出电流以降低输出功率

!

以延长充电时间为代价来降低充

电器的发热量

!

可以大幅降低充电器的工作温度

%

本设计是采用单片机模拟电源管理

6>

!

实现电源智能化

的一次成功尝试

!

通过本次尝试

!

相信可以大大扩展智能化电

源的设计思路

%

参考文献

U$V

吴敬民

)

电动自行车用蓄电池的充电方式对电池性能的影

响

UWV)

蓄电池

!FF!

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!

P!XP9Y

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