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直流电源、恒流充电两用电路
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毕业论文 30A60V电动汽车充电器控制电路的设计
3A0​V​电​动​汽​车​充​电​器​控​制​电​路​的​设​计0​A0​V​电​动​汽​车​充​电​器​控​制​电​路​的​设​计0​A0​V​电​动​汽​车​充​电​器​控​制​电​路​的​设​计
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直流电源、恒流充电两用电路29-2
负载RL未接入时的情况：设电容器两端初始电压为零；其中Rint包括变压器副绕组的直流电阻和二极管D；22，极性如图所示；2，输出为一个恒定的直流；接入负载RL的情况：设变压器副边电压v2从0开始；因?d一般比较大,故电容两端的电压vc按指数规律；串联反馈稳压电路结构；图中VI整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为；这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT与
负载RL未接入时的情况：设电容器两端初始电压为零，接入交流电源后，当v2为正半周时，v2通过D1、D3向电容器C充电；v2为负半周时，经D2、D4向电容器C充电，充电时间常数为
2.3.1其中Rint包括变压器副绕组的直流电阻和二极管D的正向电阻。由于Rint一般很小，电容器很快就充电到交流电压v22，极性如图所示。由于电容器无放电回路，2，输出为一个恒定的直流。接入负载RL的情况：设变压器副边电压v2从0开始上升时接入负载RL，由于电容器在负载未接入前充了电，故刚接入负载时v2&vc，二级管受反向电压作用而截止，电容器C经RL放电，放电的时间常数为
2.3.2因?d一般比较大,故电容两端的电压vc按指数规律慢慢下降.其输出电压vL=vc。 2.4 稳压电路设计 串联反馈稳压电路结构 图中VI整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放大电路，VREF为基准电压，它由稳定管DZ与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得，R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT与负载串联，故称为串联制调整管T的c?e极间的电压降，从而达到稳定输出电压VO的目的。稳压原理可简述如下：当输入电压VI增加时，导致输出电压VO增加，随之反馈电压VF?R2VO/(R1?R2)?FVVO也增加（FV为反馈系数）。其差值电压经比较放大电路放大后使VB和IC减VF与基准电压VREF相比较，小，调整管T的c?e极间电压VCE增大，使VO下降，从而维持VO基本恒定。同理，当输入电压VI减小时，亦将使输出电压基本保持不变。第3章
恒流充电各单元电路设计3.1充电电路结构图 电路工作原理图3.2 充电电路原理(1)将电源整流,制作DC16V以上20V程度电压的电源。(2)使充电电流流过r5(5?)及晶体管到电池。取出在r5上产生的电压V2，在OP放大器IC741上将V2与设定值V1进行比较，如果存在差值将差值放大施加在晶体管的基极上，进行控制使得V1和V2相同。(3)如果i被规定，则电源的16V以上的电压
V2……r5的电压VB……电池的电压，随充电有若干变化
VCE……剩余部分全部接受比较V1和V2，将V1和V2的差值放大，输出V01。从电源电压减去V01就得出VO。 将V01从电源的16~18V减去的值成为VO，用该VO值控制晶体管。 V01是V2和VEB的和，这时，电源是在16~18V变动很大的值。VEB也是约0.5V*2=1V，也是变动的值。因此，VO就成为从变动的电源减去变动的值而成的量，初看起来这样原封不动的使用，是不能进行正常的控制的，但是，实际情况不是这样的，能够十分正确稳定地进行控制。其原因在于OP放大器IC的放大功率很大。由于在OP放大器上不加反馈的比较仪的使用方法中，放大率都在数千倍以上，一般为数万倍，上述认为不良的变动被该放大率覆盖，电路中看就完全消失了。第4章 直流电源、恒流充电两用电路整体电路设计4.1 整体电路图及工作原理 4.2 电路参数计算 (1)直流电源参数计算二极管的导电角???,流过二极管的瞬时电流很大,电流的有效值和平均值的关系与波形有关,在平均值相同的情况下,波形越尖，有效值越大。在纯电阻负载时，变压器副边电流的有效值I2?1.11IL，而有电容滤波时I2?(1.5~2)IL负载平均电压VL升高，纹波减小，且RLC越大，电容放电速率越慢，则负载电压中的纹波成分越小，负载平均电压越高。为得到平滑的负载电压，一般取T?d?RLC?(3~5)2式中T为电源交流电压的周期。负载直流电压随负载电流增加而减小。VL随IL的变化关系称为输出特性。C值一定，当RL=?，即空载时，VL02?1.4V2，当C=0时，即无电容时。VL0?0.9V2。在整流电路的内阻不太大和放电时间常数满足式的关系时，电容滤波电路的负载电压VL与V2的关系约为VL?(1.1~1.2)V2。 （2）充电电路参数计算当电池是1个的情况下，VB约为1.3~1.4V，当电池是10个串联的情况下，约为13~14V。因此，当i被规定，一旦电池的数目确定后，由于V2用i规定，剩余部分全部被晶体管的VCE接受。电源的直流电压为16V 电池1个，因此，VB是1.4V设电流为0.5A，则V2?5??0.5A?2.5V 因此，VCE?16V?2.5V?1.4V?12V 晶体管的发热量为：12V?0.5A?6W设流过Tr2的集电极电流i0=0.5A，基极电流i1?0.5?40?12.5mAi1是Tr1的集电极电流为了得到集电极电流i1，Tr1的基极电流i2为： i2?12.5mA?70?0.1mA??????100?A由于在基极上串有100?的电阻。为了流过电流i2，OP放大器的输出V0将发生变化： OP放大器的输出变化100mA，就能够使i0发生0~0.5AV0的变化=100??0.1mA?10mV，的变化，这可以说是极高的灵敏度。 第5章 设计总结课设的过程是艰辛的，但是收获是巨大的。首先，我们再一次的加深巩固了对已有的知识的理解及认识；其次，我们第一次将课本知识运用到了实际设计，使得所学知识在更深的层次上得到了加深。再次，因为这次课程设计的确在某些方面存有一定难度，这对我们来讲都是一种锻炼，培养了我们自学、查阅搜集资料的能力；再有，实际操作过程中，我们曾经面临过失败、品味过茫然，但是最终我们还是坚持下来了，这就是我们意志、耐力和新年上的胜利，在今后的日子里，它必将成为我们的宝贵财富。参考文献[1] 王增福.新编线性直流稳压电源.第二版.北京：电子工业出版社，] 康华光，陈大钦.电子技术基础.北京：高等教育出版社。 [3] [日]新电气编辑部
编。葛璜 译。北京科学出版社。2003。5 附录：器件清单C1：
R3、R4、Rp：
T1、T2、T3
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串联结构SLR式高压电容恒流充电电源的研究
【摘要】：
近年来高压直流电源在高功率脉冲电源等许多高新技术领域得到了广泛的应用。高压电容作为高压直流电源中储能的主要设备,对其实现快速、高效的充电成为该技术中一项重要要求。
随着新型功率开关器件及新电路拓扑的不断进步,高压电容充电技术得到了迅速的发展。其中谐振软开关技术的应用,对于实现高效率、小型化、安全可靠的高压电容充电具有更重要的意义。
本课题设计了一台由直流48V蓄电池供电、输出电压最高为10kV的高压电容恒流充电电源。首先,根据高压电容恒流充电电源的运行特点,选取了串联谐振变换器作为主电路结构,对其动态过程进行了数学分析及数值仿真,讨论了该电路的运行特点、谐振回路参数对运行特性的影响以及开关工作频率与功率输出的关系,合理地选取了谐振参数和开关频率。
其次就高频高压变压器设计的难点,提出了多模块串联的拓扑结构的设计方案。这种方案能够完全利用了变压器的漏感作为谐振电感,有效地减小了分布参数带来的影响,减轻了变压器设计的难点。
最后设计了控制驱动电路,不仅实现了充电电源的软开关技术,同时利用CAN总线、单片机完成了对充电电源的远程控制。并通过对上电电路、电压比较电路的设计保证了电源安全、可靠地运行。
仿真和试验结果表明,本课题所设计的高压电容恒流充电电源能够安全、可靠、稳定的运行,达到了预期效果。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TM910.6【目录】：
Abstract5-8
第1章 绪论8-17
1.1 课题背景8
1.2 高压直流电源的技术概述8-9
1.3 高压直流电源充电技术的发展和趋势9-14
1.3.1 国内外现状10-14
1.4 本文研究的主要内容14-17
1.4.1 技术指标14-15
1.4.2 电源总体方案15-16
1.4.3 主要研究任务16-17
第2章 SLR高压电容恒流充电电源主电路的研究17-32
2.1 串联谐振变换器的传输特性17-20
2.1.1 主电路17-18
2.1.2 电压传输特性18-19
2.1.3 电流传输特性19-20
2.1.4 性能分析20
2.2 串联负载谐振变换器分析20-25
2.2.1 工作模式21
2.2.2 电路的动态分析21-25
2.2.3 过程仿真25
2.3 SLR高压电容恒流充电电源的拓扑结构的选择25-26
2.4 主电路器件的选择和参数选择26-30
2.4.1 磁性器件的设计26-29
2.4.2 开关管的选择29-30
2.4.3 吸收电路参数选择30
2.4.4 二极管的选择30
2.5 本章小结30-32
第3章 控制与驱动电路的设计32-43
3.1 控制保护电路的硬件设计32-37
3.1.1 启停电路的设计32-36
3.1.2 输出电压采样电路的设计36
3.1.3 电压比较电路的设计36-37
3.2 CAN总线控制37-38
3.3 驱动电路的设计38-42
3.3.1 SG3525 外围电路的设计38-40
3.3.2 IR2110 外围电路的设计40-42
3.4 本章小结42-43
第4章 仿真与实验结果43-50
4.1 SLR高压电容恒流充电电源实物图43-44
4.2 驱动电路波形和实物44-45
4.3 CAN总线控制实验45-46
4.4 主电路仿真和实验46-49
4.5 本章小结49-50
参考文献51-55
攻读学位期间发表的学术论文55-57
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