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基于单片机控制的电动自行车充电器的设计与开发 基于单片机控制的电动自行车充电器的设计与开发

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:40

《基于单片机控制的电动自行车充电器的设计与开发》修改意见稿

1、“.....基于芯片进行控制系统的设计。电流内环设计输出滤波电感本文中,最大电感电流必须在个周期控制器封锁内衰减到零,因此电感线圈的最大电感量受到限制。最坏的情况出现在最小时。假定最小为可重复激活的电池最低电压,线圈的最大电感量可由以下近似公式计算代入己知数值可得误差放大器图电压环调节器最小电感受线圈中的电流限制,输出电流最小时如涓流充电时,纹波电流最大。最大纹波电流设为,并且出现在的时,则选择电感时,应兼顾开关峰值电流和相对于回路响应的电流偏差率等,选定的电感值为,允许的最大电流纹波峰峰值为最大电流的左右,本文设计为。输出滤波电容输出电压最大纹波有效值,取输出电压下限的,即电容值般按选取,本文设计为,耐压为。图控制电路原理图电流内环控制电路图检测电流通过采用电流转换比为霍尔传感器型获得......”

2、“.....形成平均电流负反馈。通过整流输出后连接取样电阻,将其转换为电压信号再经滤波器,消除导通时的噪声尖峰。控制电路如上图所示。电压外环设计由于采用平均电流控制模式,电压外环控制对象,可以看作电压控制的电流源,对输出电容充电。因此,包含电感电容的二阶系统,可以简化为阶系统处理,简化了电压调节器的设计。在设计中,电压环剪切频率取,使得采用调节器加极点方式,极点设置在开关频率处,即可获得满意的稳态和动态性能,电路是通过在芯片内置的误差放大器,加上适当补偿网络实现的。控制系统总开环增益由对象增益和调节器增益构成,总开环增益以及对象增益确定后,很容易得出调节器增益,即可确立调节器类型和调节器的零点与极点。总开环增益幅频特性,是根据性能指标确定的,如果要求稳态误差小,图的开环增益幅频特性低频增益要大,两者是倒数关系如果要求系统响应快......”

3、“.....则系统高频增益衰减得越快越好为了保证系统稳定,需要定的相位裕量和幅值裕量,般相位裕量为度左右同时在中频段,般以分贝十倍频程,穿过截止频率,即把系统在中频段校正为阶惯性环节,系统只有度相位滞后,保证系统的稳定性,以上是对系统开环增益的般要求。电动自行车充电器的软件设计与实现软件总体设计该程序分为主程序和显示与按键部分程序组成,它们之间用串口通信。主程序根据系统所获得的相关电压电流温度等信息,确定具体的工作状态,从而采取相应的方式来控制程序的具体执行,达到控制合理进行四种模式充电过程的功能,并具有实时进行终止条件的检测,及时给显示与按键部分传递信息等功能。系统上电后,程序初始化,检测电网电压是否正常,电网电压正常后,则检测充电器输出端是否接入电池,如果没有接入电池,则系统不工作。检测到接入电池后,系统开始工作,判断电池端电压的大小......”

4、“.....如果检测到电池端电压小于阂值电压,则系统进入涓流充电状态,以的小电流给电池进行涓流充电如果检测到电池端电压己经在以上时,则系统判断后跳过涓流充电状态,直接进入大电流充电状态,以的最大允许电流给电池进行充电。同时系统继续检测电池端电压,当检测到电池端电压超过最大门限电压时,电池充电容量已经恢复到左右,此时大电流充电状态结束,系统转入过充电状态,以的过充电电流给电池充电。在过充状态下,电池端电压随着过充电的进行有所下降,当系统检测到电池端电压下降到时,电池容量已经达到理想情况下,系统则发出声光报警信号,表示充电过程结束,同时自动转入浮充电状态,以的较小电流给电池维持充电,保证电池容量保持在满充状态......”

5、“.....并提出了本设计中所采用的综合控制法。系统在充电过程中即时检测有无电压负增量出现,作为判断电池己经充满的标准,同时判断充电时间电池温度及电池端电压单片机实用教程基础篇北京北京航空航天大学出版社,朱松然铅酸蓄电池技术第二版,北京机械工业出版社,周志敏周纪海等阀控式密封阀控铅酸蓄电池实用技术北京中国电力出版社,周志敏周纪海等充电器电路设计与应用北京人民邮电出版社责洪奇等直流稳压电源设计电力电子技术王建冈等改进型倍流整流电路全桥变换器电力电子技术,刘和平数据手册脚位单片机北京航空航天大学出版社,蔡纯洁全系列单片机原理与开发北京中国科学技术大学出版社陈延明等种新型的移相软开关变换电路电力电子技术,张占松开关电源的原理与设计北京电子工业出版社,杨旭等开关电源技术北京机械工业出版社......”

6、“.....冯巧玲自动控制原理北京北京航空航天大学出版社,附录以下是部分程序清单正常充电大电流充电输出进入过充,输出浮充输出已充满,声光报警串行数据发送。发送到单个数码管,四个数码管显示程序。允许发送位数码管位数码管位数码管位数码管关闭发送致谢首先感谢临沂师院工程学院给予我继续学习和深造的机会,使我得以完成学业。本论文是在解玉鉴老师的悉心指导和热情关照下完成的,在大学学习和毕业论文课题研究期间,从论文的选题到最终定稿,解老师都给了我最大的无私的支持和帮助,同时解老师严谨的学术作风,精益求精的精神,兢兢业业的工作态度,也给我留下了深刻的印象,在今后的学习和工作中起到了很好的指导作用。在此我对解老师表示衷心的感谢,同时也对在读期间和课题研究期间关心我的王守志张明等老师表示衷心的感谢,同时对刘景艳朱云军韦鸿志柯雪羽等帮助过我的同学表示衷心的感谢,另外......”

7、“.....当电池电压超过检测门限时,系统会检测到有负增量出现,则认为电池正常充满,控制充电器进入浮充维护状态在充电过程中,系统会直判断充电电池的温度及端电压,若发现温度和端电压已到达或超过了充电保护条件,系统会立即终止所进行的充电过程,进入浮充维护状态。充电终止判别流程框图见图所示。图充电终止判别流程框图系统在充电过程中,会不停地根据从系统中反馈回的电压值,判断下步应该进入何种充电状态。若电池电压高于,系统就认为电池已充满电,即转入浮充维护状态。若电池电压低于而又高于,系统会检测有无出现,若有出现,则认为电池在正常情况已充满电,转入浮充维护状态。若此时还没有检测到或电池电压低于,但系统检测到当前温度已经超过,系统也会及时终止当前充电状态而进入浮充电维护状态......”

8、“.....则会随着充电的继续,重新开始充电终止控制法的判断。声光报警显示高温声光报警关闭度进入浮充充电判别显示与按键部分软件设计显示与按键部分的主要功能是接收按键信息并传递给主控单片机,同时接收来自系统的电压温度电流大小电池充满百分比以及故障信息,并按要求给予实时显示。当故障出现时还要控制蜂鸣器发出报警声。该部分信息交换以中断方式进行。数码管显示电路见图所示。图中所示是双列直插式封装的位移位寄存器锁存器,串行输入并行输出方式,利用其能够将数据锁存的功能来驱动显示管工作。图数码管显示电路图充电器可靠性分析老式充电器主要是限流限压式充电器,恒流限压式充电器,但是这些老式充电器设计并不理想,充电效率低,在充电过程中往往容易造成过充,这大大降低了电池的寿命。基于单片机控制的电动自行车充电器,以美国微芯公司的单片机作为控制芯片,在电池充电过程中,运用四模式充电技术......”

9、“.....本文是在以往研究成果的基础上进行加深研究,在功能性能上有新的进展,本参考设计实现了电池充电器的最新技术,无需进行硬件修改,通过软件设计,本电路可以很容易的改变充电模式和各项充电参数,实现对不同容量电池的快速充电,因此可以作为进步研究最佳充电方式的工具,实验方案是切实可行的。和其他充电器相比,它进行了以下改进与传统充电器相比,提高了充电性能。可按用户需要修改程序,升级方便迅速。独特的软件硬件设计,能够精确的检测电池的四个充电状态避免判断,保证电池百分百充足电。具有最高电压最高电流和最高温度的检测,可以避免在异常情况下发生过充电,保证最佳充电效果。采用脉宽调制输出控制功率管的导通时间,达到对电池充电电流的控制。充电过程中,能够显示充电电流的大小和充满电量的百分比。充电时......”

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