基于單片機(jī)的電動(dòng)汽車多功能充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.1 系統(tǒng)工作原理

　　本設(shè)計(jì)采用了開關(guān)電源技術(shù)，最大功率為3500W，先將220V單相工頻交流電，經(jīng)4個(gè)二極管組成全橋電路進(jìn)行整流，再經(jīng)過大電容濾波得到300V左右的直流電，此時(shí)直流電中紋波較大。直流電通過由4個(gè)絕緣柵雙極晶體管（IGBT）組成的全橋逆變器，得到電壓可調(diào)的高頻交流電，經(jīng)高頻變壓器耦合到副邊，再經(jīng)全橋整流，最后經(jīng)電感電容濾波得到紋波很小的直流電為蓄電池充電。多功能充電系統(tǒng)能為不同類型的蓄電池及容量不同的蓄電池充電，其充電過程中的充電電壓、電流通過單片機(jī)實(shí)時(shí)控制，整個(gè)充電系統(tǒng)為反饋控制系統(tǒng)，單片機(jī)通過實(shí)時(shí)檢測充電過程中的電流、電壓及溫度監(jiān)測整個(gè)充電過程，有效地避免了充電過程中過流、過壓及過熱現(xiàn)象，使充電過程安全穩(wěn)定地進(jìn)行。

　　逆變橋前的空氣開關(guān)是為了防止電路中出現(xiàn)短路或大電流損壞蓄電池或電子器件。單片機(jī)通過檢測充電電流、電壓及溫度與充電前的設(shè)定值進(jìn)行比較，控制輸出4路PWM波到4個(gè)IGBT的柵極，從而控制其集電極到發(fā)射極電流通斷時(shí)間，達(dá)到控制輸出電壓的目的。

　　由于IGBT需隔離驅(qū)動(dòng)，本設(shè)計(jì)選用了三菱公司IBGT專用驅(qū)動(dòng)芯片M57962L，圖2是其應(yīng)用電路。

　　由于選用了4只IGBT組成全橋逆變器，每個(gè)IGBT需要一個(gè)M57962L芯片驅(qū)動(dòng)，而每個(gè)M57662L芯片需要3個(gè)電壓等級(jí)即15V、l0V、5v為其供電，其中5v電壓同時(shí)為MC9S12XS128單片機(jī)供電，本文設(shè)計(jì)了一款功率為50W的變壓器，為單片機(jī)及4個(gè)M57962L芯片供電，其次級(jí)繞組輸出3組電壓，經(jīng)整流濾波穩(wěn)壓后，得到上述所需的3個(gè)電壓。

　　1.2 充電控制回路

　　選用飛思卡爾MC9S12XS128單片機(jī)作為控制核心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，其內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8KB、程序存儲(chǔ)器128KB，2個(gè)SCI、1個(gè)SPI、1個(gè)IIC、1個(gè)CAN、16路A/D、8路PWM、8路ECT模塊，其工作頻率為80MHz，運(yùn)算速度快，處理能力大大提高。該芯片集成了l6路l2位高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，能直接對(duì)蓄電池的充電電壓、電流及溫度進(jìn)行檢測，8路PWM可直接輸出到M57962L芯片控制IGBT的通斷，簡化了單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)。