间歇式脉冲三段式充电器的设计

摘要：介绍了一种用于电动车高性能铅酸蓄电池的间歇式脉冲三段式充电器的设计方法，该充电器不仅对铅酸蓄电池有良好的充电效果，而且还对电池的充电损耗有修复功能，故可大大提高铅酸蓄电池的使用寿命。关键词：充电器；蓄电池；开关电源；三段式充电0 引言 近几年，电动自行车由于具有不用汽油，无废气，低噪音，低耗电，使用方便等特点，已经成为一种非常受欢迎的交通工具。电动自行车中最重要的部分是蓄电池，它直接决定着电动自行车的性能和使用受命，而蓄电池的性能和寿命又受充电器的影响，所以，设计合理的蓄电池充电器对于电动自行车非常重要。目前，电动车普遍使用三段式充电器，第一阶段为恒流阶段，第二阶段为恒压阶段，第三阶段为涓流阶段。由于间歇式脉冲充电方法能有效的修复蓄电池，因此，将三段式充电和间歇式脉冲充电方式进行有效的结合，可形成一种新的充电方法，即歇式脉冲三阶段充电器。采用此充电方法，既可保持三阶段充电器的优点，也有间歇式脉冲充电修复式充电器的特点，故可大大提高蓄电池的使用寿命。1 充电器的电路组成 本充电器电路主要由开关电源、充电电路和变压器三部分组成。开关电源部分包括输入防雷抗扰整流滤波电路、开关电路、开关变压器、振荡电路、反馈电路、取样电路、过流短路保护、过压欠压保护等；充电电路部分包括第一阶段脉冲恒流源、第二阶段恒压源、第三阶段恒流源、间歇脉冲电路、散热电路等；变压器部分包括线圈(初级绕组、次级绕组、反馈电源绕组)和铁芯。2 开关电源电路设计 在开关电源电路中，本设计选用一块核心电源芯片UC3842。这是一种高性能，固定频率的电流型控制器，可直接驱动晶体管和MOSFET，并具有管脚数量少、外围电路简单、安装与调试简便、性能优良、价格低廉等优点。本设计充分使用UC3842的控制功能来实现对输出电压的负反馈调节以及各种保护。这种开关电源结构简单，性能稳定。对提高充电器的整体性能大有益处。 图1所示是本设计的开关稳压电源部分电路，该电路主要由输入防雷抗扰电路、整流滤波电路、UC3842芯片电路、振荡电路、反馈电路、过流、短路保护电路以及开关管和开关变压器等部分组成。

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图1中T1、C1、C2、C3电路可组成EMI滤波器，以滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也可减少开关电源本身对外界的电磁干扰。D1～D4组成二极管桥式整流电路，C5为滤波电容，R3、C9为UC342的振荡元件，T为开关变压器，Q1为开关管。当充电器接上电源，电路得电后，电源经D1～D4和C5整流滤波，即可输出310V直流电压，该310V电压经启动电阻R2给UC3842的7脚供电，当启动电阻R2给C12充电时，电容两端电压上升，当上升到大于16V时，UC3842开启并输出脉冲，以推动Q1场效应管进入开关状态，变压器输出电压，同时反馈绕组经D7、C12整流滤波后输出13V～15V的电压给UC3842的7脚供电，使UC3842进入正常工作，以驱动Q1正常工作。Q1进入正常工作时，变压器输出绕组同时输出电压。电阻R0为取样电阻，当负载电流超过额定值时，场效应电流增加，R0上的电压反馈至CSEN(UC3842的第3脚)，并通过内部电流检测比较器输出复位信号，最后导致开关管关闭。而且只有在下一个基准脉冲到来时，才可能重新开启开关管，当出现输出短路时，输出电压下降，同时为UC3842供电的反馈绕组也会出现输出电压下降。当输入电压低于10 V时，UC3842停止工作，停止触发脉冲输出，以使场效应管截止。当短路现象消失后，电源重新启动并自动恢复正常工作。光电耦合器4N35、电阻R4、R9、R10组成反馈网络，它可使各路反馈信号经这些元件反馈到UC3842的第2脚来控制开关管的导通时间。从而达到稳压稳流的目的。

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