60v三段式智能电池充电器设计_毕业论文设计(编辑修改稿)

60v三段式智能电池充电器设计_毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

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 以聊城大学本科毕业 (设计 ) 6 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。 LM358 双运算放大器 LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。 它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 LM358 有以下特性：一是内部频率补偿；二是 直流电压增益高 (约 100dB)；三是 单位增益频带宽 (约 1MHz)；四是 电源电压范围宽：单电源 (3— 30V)； 五是 双电源 (177。 一 177。 15V) ；六是 低功耗电流，适合于电池供电 、低输入偏流；七是 低输入失调电压和失调电流 ；八是 共模输入电压范围宽，包括接地 ；九是 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 ；十是 输出电压摆幅大 (0 至) 图 UC3842引脚图 图 UC3842内部构成方框图 聊城大学本科毕业 (设计 ) 7 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 是该器件的符号和引脚图，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 示意。 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。 图 LM358 内部构成方框图 聊城大学本科毕业 (设计 ) 8 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：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。 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。 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图 TL431的封装和电路符号以及引脚图 图 TL431内部电路简图 图 TL431功能模块 图 聊城大学本科毕业 (设计 ) 9 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。 电路总体设计 新型三段式智能充电器的原理框图如图所示： 该系统主要由电池检测分析部分、充电部分、充电参数调整与动态控制部分和综合检测控制部分等组成。 电池检测分析部分 电池检测分析部分主要完成两方 面的工作。 一方面检测预充电电池得出参数，控制充电部分工作状态。 另一方面，工作在低压充电时识别电池的电压大小为充电部分充电 部分 电源 部分 电池检测 分析部分 综合控制检测部分 充电参数调整与动态控制部分 图 充电器的原理框图 指示 部分 图 光电耦合器电路符号 聊城大学本科毕业 (设计 ) 10 提供准确参数。 充电部分 主 要用于刚开始充电时依据得到的电池检测参数使充电器工作在相应的状态。 充电过程中实时检测电池两端充电参数反馈给充电参数调整与动态控制部分，并依据充电参数调整与动态控制部分得到的参数对充电状态进行实时调整，使充电器工作在相应的状态。 充电参数调整与动态控制部分 充电参数调整与动态控制部分用来对充电部分得到的参数进行处理，并发出充电器调整工作状态所需的参数。 指示部分 对充电器的各工作状态及电池两端电压进行实时指示。 综合检测控制部分 本部分为整个充电器工作的核心，进行参数的综合处理，使各个工作模块的工作协调统一。 本 设计 的硬件工作原理 电池检测分析部分 原理框图如图： 充电部分 充电部分由 KA3842P、 TL431 和 LM358 构。