新型無損快速智能充電器的設計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
設計的性能指標如下：
1)輸入電壓：Uac=220(1±20％)V；2)輸入電壓頻率：f=50(1±5％)Hz；3)輸出電壓／最大輸出功率：24 V／40 W；4)開關電源效率：η≥80％。
交流輸入電壓Uac經(jīng)過壓敏電阻R1濾除交流電壓中的尖峰脈沖后，經(jīng)電磁干擾(EMI)濾波器(C1，L1)濾除差模和共模干擾。之后經(jīng)過BR全波整流及C2濾波后產(chǎn)生直流高壓，給高頻變壓器的初級繞組供電。P6KE200(瞬態(tài)電壓抑制器)和BYV26C(超快恢復二極管)構成鉗位電路，用于吸收在TOP224Y關斷時由高頻漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，并能衰減振鈴電壓，對漏極起到保護作用。次級電路經(jīng)過VD3、C3、L2和C4整流濾波輸出24 V的電壓U0。由TL431A構成的外部誤差放大器實現(xiàn)U0的動態(tài)穩(wěn)壓，當輸出電壓發(fā)生波動，經(jīng)R4、R5分壓后得到取樣電壓，就與TL431A內(nèi)的基準電壓(2．5 V)進行比較產(chǎn)生一個外部控制信號，再通過線性光耦合器PC817A改變TOP224Y控制電流，進而調(diào)節(jié)占空比使U0趨于穩(wěn)定。C7濾除加在控制端的尖峰電壓，還與R2、R5一起對控制回路進行補償。R3為最小輸出負載，用于提高輕載時的電壓穩(wěn)定度。
3．2 充電電路
充電電路如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/176350.htm
充電電路采用Buck型拓撲結構，C1、L1、C2構成π型濾波器可以濾除直流電壓中的高頻分量，其中L1是差模電感。
經(jīng)濾波輸出后，PV為Buck變換器輸入電源，同時也是單片機控制系統(tǒng)的前級輸入電源。L2是輸出濾波電感、C5是輸出濾波電容、Q3為功率開關管、D3為續(xù)流二極管。充電電路輸入電壓范圍Ui=20～28 V，輸出電壓范圍U0=3～18 V，負載輸出電流I0=0～3．5 A，開關頻率fs=20kHz，紋波電壓小于1％即△U0／U0≤1％，當負載電流I0在0～0．4 A時，Buck電路工作在電感電流不連續(xù)模式；當負載電流I0在0．4～3．5 A時，電路工作在電感電流連續(xù)模式。
3．3 負脈沖放電電路
鎳鎘電池具有記憶效應，在對鎳鎘電池充電前先對其放電，消除記憶效應。同時，在鎳鎘電池的快速充電過程中，為了消除電池極化的影響，引入間歇負脈沖的放電，系統(tǒng)中設計了放電電路。放電電路由4個5Ω／3 W功率電阻(瞬間短時間放電)和4個控制開關組成。
3．4 電流檢測及保護電路
電流檢測及過流保護電路如圖4所示。電流采樣輸入端接電池組負端(BAT-)，BAT-與地之間為功率開關管IRF7805和康銅絲采樣電阻RS(29 mΩ)，開關管導通時漏源極之間導通電阻RDS(on)為11 mΩ，利用RS+RDS(on)端的壓降來檢測電流。
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