大功率电动三轮车电瓶充电电路的设计.docx

尚立成芯枝就2015届本科毕业设计
大功率电动三轮车电瓶充电电路的设计姓名：许申林系另U：物理与电气信息学院专业：电气工程及其自动化学号：110314090指导教师：郑世旺2015年5月14日
摘要与关键词II0引言11电动车蓄电池12三轮车充电电路的设计是将220V的电压经过整流、滤波后再对蓄电池进行充电，整体硬件电路设计包括了电源电路设计、振荡电路设计、保护电路设计、充电状态指示电路设计四大模块。其中LM324四运算放大器起到充放电状态控制和过流保护等作用。基准电路采用了精密稳压专用集成电路TL431来精确控制主回路输出电压。
1电动车蓄电池
蓄电池是一种新能源动力，在使用过程中不断放电，电量逐渐降低。经过对蓄电池的研究和技术的发展，蓄电池种类越来越丰富，比如有氢镣电池、铁镣电池、镉镣电池、锂二次电池和铅酸电池。如今铅酸蓄电池已经普遍进入市场并为人们所用。本文即为铅酸电池充电电路的设计。
由于电能源车具有环保节能的特点，国内外对其能源供应的蓄电池的研究和发展尤其重视，而当今社会节奏加快，机动车可以直接添加汽油保持其动力，如果电动车充电需要很长一段时间的话,那么其速度较慢的缺点将导致它不被大家所认可，因此，提出一种能够快速充电的充电方式和充电电路的设计来保证蓄电池能够快速充电及能够具有更长的寿命，具有深远的意义。随着人们对蓄电池的深入研究，现在人们已经清晰的了解到它的工作原理以及内部能量的转化，这将有助于了解影响电动车寿命的外界因素和内部电路设计优劣所在。
铅酸电池的正极板和负极板放在电解质溶液里，在蓄电池放电时，二氧化铅和海绵状铅分别在正极板和负极板上相互转化，所以，在蓄电池放电至能量消耗完毕后，当再对蓄电池充电后还能回到原来的状态供电。如此循环，来达到持续循环供电的目的。
2蓄电池的充电方式
多次实践得出，正确的充电方法对蓄电池寿命的影响非常大，对蓄电池进行充电时经常把粗电池串联起来提高输出电压进行充电。但只有在充电过程中能够均衡的进行才能保证蓄电池的寿命持续。充电不均衡对蓄电池寿命影响很大。以下介绍了当下常用的充电方式［6］。

恒流充电法是将蓄电池放完电后，在蓄电池充电时，。充电时充电电流一直不变，优点是方便控制，但是，充电的时间越长，电池的接受电流的能力也随之减弱。缺点是充电器出气量较大，这是由于充电后期电流电解水产生气体的结果。

恒压充电方式指在充电时一直用一个特定的电压，这种方式在充电开始阶段，由于蓄电池内部的电动势处于较低状态，则充电电流比较大。充电维持的时间越长，充电的电流也越少。这种充电方式的优点在于电流不剩余，很少用于电解水，电池出气量较少。缺点是充电开始时充电电流过大，容易导致电池极板变形，很大程度地缩短了蓄电池的寿命。由于这些原因，这种充电方式并不被人们所青睐，只有在电源电压低电流大时使用［7］。

阶段充电方式可以利用二阶段充电方式进行，也可以使用三阶段充电方式来实现。其充电方式也是按照恒流充电方式维持电流不变和恒压充电方式保持电压不变来实现，但是还有区别在其中。二阶段充电方式是先使用恒流充电方式，等电压到一个确定的值后，再按照这个确定值，使用恒压充电法进行充电。三阶段充电方式同样先使用恒流充电方式，然后用恒压充电，当电流逐渐减少至一个预定值时，再使用恒流充电法进行充电。三阶段充电法虽然出气量很少，但是并不能快速充电方式的要求［8］。

脉冲式充电方式是充电理论的新发展，能够有效地提高蓄电池充电接受率。这种充电方式在充电前期使用脉冲电流，然后停止充电，接着再用脉冲电流充电，一直循环直到充电完成。脉冲电流将电池充满电后，停止充电这段时间可以将充电产生的气体重新化合吸收，消除掉欧姆极化和浓差极化来减轻蓄电池的内部压力，从而满足蓄电池充电程度的最大化。同样，在充电停止时有足够反应时间，减少析气量，有效地提升了蓄电池的充电电流接受率［9］。

电压参数：22V交流电经过整流和滤波转变成44V的直流电。
充电显示：LED灯闪烁，充电正常。LED灯不闪烁，充电关断。
充电保护：使充电电压大约为44V且输出的电流及电压能够自行调节。

由课题可知，整体电路必须满足有充电状态指示和充电保护等部分电路，这样有很多种方案供选择。进过多重的分析和筛选，最终确定了包括充电状态指示电路的设计、电源电路的设计、振荡电路的设计和保护电路的设计的整体电路图。系统实现整体结构图如图1。
图1系统实现结构图
4整体硬件电路的设计

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