大功率智能快速充电机
大功率电动汽车充电机的设计2
纯电动汽车以锂电池为动力源，充满电后，以电力做功推动汽车。不同于汽油发动机汽车需要添加汽油，纯电动汽车在电力耗光后通过外置电源对其进行充电，通常单次行驶里程在100～200公里。与传统汽车相比，纯电动车在使用成本上有着无以比拟的优势，百公里约消耗15度电，成本8元，仅相当于汽油发动机汽车成本1/10。目前，国家已着手进行电动汽车和新能源汽车的示范推广，电动汽车充电站则是主要环节之一，必须与电动汽车其他领域实现共同协调发展。 充电模式 电动汽车能源供给系统主要由供电系统、充电系统和动力蓄电池构成。另外，还包括充电监控、电池管理和烟雾报警监控等。充电机是充电系统的重要组成部分。充电站给汽车充电一般分为三种方式：普通充电、快速充电、电池更换。普通充电多为交流充电，对于容量不超过5kW的交流充电机，输入为额定电压220V、50Hz的单相交流电，对于容量大于5kW的交流充电机，输入为额定线电压380V、50Hz的三相交流电。将交流插头直接插在电动汽车充电接口，充电时间大约需要4～8小时。快速充电多为直流充电，直流充电机输入为额定线电压380V、50Hz的三相交流电，输出电压一般不超过700V，输出电流一般不超过700A。交流输入隔离型AC/DC充电机的输出电压为额定电压的50%～100%，并且输出电流为额定电流时，功率因数应大于0.85，效率应不小于90%。 充电机应能够保证在充电过程中动力蓄电池单体电压、温度和电流不超过允许值。充电机应具备防输出短路和防反接功能。充电机至少能为以下三种类型动力蓄电池中的一种充电：锂离子蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池。 动力电池组充电模式采用“恒流―恒压”两阶段充电模式。充电开始阶段，一般采用最优充电倍率(锂离子电池为0.3C)进行恒流充电。(C是电池的容量，如C="800mAh"，1C充电率即充电电流为800mA）在这一阶段，由于电池的电动势较低，即使电池充电电压不高，电池的充电流也会很大，必须对充电电流加以限制。所以，这一阶段的充电叫“恒流”充电，充电电流保持在限流值。随着充电的延续，电池电动势不断上升，充电压也不断上升。当电池电压上升到允许的最高充电电压时，保持恒压充电。在这一阶段，由于电池电动势还在不断上升，而充电电压又保持不变，所以电池的充电流呈双曲线趋势不断下降，一直下降到零。但在实际充电过程中，当充电电流减小到0.015C时，说明充电已满就可停止充电。这一阶段的充电叫“恒压”充电，这一阶段的充电电压：U=E+IR为恒压值。这是锂离子动力电池组对充电模式的基本要求。此外，充电系统还必须具有自动调节充电参数、自动控制和自动保护功能。尤其在恒压充电阶段，如果单体电池的充电电压超过允许的充电电压时，充电机应能自动减小充电电压和电流，使该电池的充电电压不超过允许的充电电压，防止该电池过压充电。充电过程及充电电压、电流的变化如图1所示。
大功率电源设计
《电力电子技术》课程设计说明书 大功率电源设计 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 专业： 班级： 完成时间：2014年5月29日
摘要 主要介绍36kW 大功率高频开关电源的研制。阐述国内外开关电源的现状．分析全桥移相变换器的工作原理和软开关技术的实现。软开关能降低开关损耗，提高电路效率。给出电源系统的整体设计及主要器件的选择。试验结果表明，该装置完全满足设计要求，并成功应用于电镀生产线。 关键词：高频开关电源；全桥移相；零电压开关；软开关技术
ABSTRACT The analysis and design of 36 kW high frequency switching power supply are presented．The present state of switching power supply is explained．The operating principle of full bridge phase—shifted converter and realization of soft switching techniques are analysed．Soft switching can reduce switching loss and increase circuit s efficiency．Integer designing of power supply system and selection of main device parameters are also proposed．The experiment results demonstrate the power supply device satisfies design requirements completely．It has been applied in electric plating production line success—fully． Keywords：high frequency switching power supply；full bridge phase—shifted；zero voltage switching；soft switching tech— nlques
半桥型开关稳压电源设计讲课讲稿
半桥型开关稳压电源 设计
电力电子技术课程设计（论文）题目：240W半桥型开关稳压电路设计
摘要 本次设计的是240W半桥型开关稳压电源，为负载供电。 电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源本身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。它的效率可达85％以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为单相170 ~ 260V，输出电压为直流24V恒定，最大电流10A。设计内容包括主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真与波形分析等方面。 关键词：半桥变换器；功率MOS管；脉宽调制；稳压电源。
目录 第1章绪论 (1) 1.1电力电子技术概况 (1) 1.2本文设计内容 (2) 第2章电路设计 (3) 2.1稳压电源总体设计方案 (3) 2.2具体电路设计 (4) 2.2.1 主电路设计 (4) 2.2.2 控制电路设计 (5) 2.2.3驱动电路设计 (6) 2.2.4保护电路设计 (7) 2.2.5 整体电路设计 (8) 2.3元器件型号选择 (9) 第3章课程设计总结 (13) 参考文献 (14) 第1章绪论 (1) 1.1电力电子技术概况 (1) 1.2本文设计内容 (2) 第2章电路设计 (3) 2.1稳压电源总体设计方案 (3) 2.2具体电路设计 (4) 2.2.1 主电路设计 (4) 2.2.2 控制电路设计 (5) 2.2.3驱动电路设计 (6)
开关电源维修步骤及常见故障分析-电源
开关电源维修步骤及常见故障分析- 电源 1、修理开关电源时，首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路，如电源整流桥堆，开关管，高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常，上述部件如有损坏则需更换。 2、第一步完成后，接通电源后还不能正常工作，接着要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM)，查阅相关资料，熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。 3、然后，对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右，如有380VDC左右电压，说明PFC模块工作正常，接着检测PWM组件的工作状态，测量其电源输入端VC ，参考电压输出端VR ，启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常，利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电，用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形，如TL494 CT端为锯齿波，FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。 4、在开关电源维修实践中，有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件，大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏，或芯片性能下降。当R断路后无VC，PWM 组件无法工作，需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后，可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时，PWM模块为UC3843，检测未发现其他异常，在R(220K)上并接一个220K的电阻后，PWM组件工作，输出电压均正常。有时候由于外围电路故障，致使VR端5V电压为0V，PWM组件也不工作，在修柯达8900相机电源时，遇到此情况，把与VR端相连的外电路断开，VR从0V变为5V，PWM 组件正常工作，输出电压均正常。 5、当滤波电容上无380VDC左右电压时，说明PFC电路没有正常工作，PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC，启动脚Vstart/control，CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000相机时，测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，测量场效应功率开关管G极无V0 波形，由于FA5331(PFC)为贴片元件，机器用久后出现V0端与板之间虚焊，V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好，用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时，PFC亦不能工作，则要检测其端点与外围相连的有关电路。
试析大功率超级电容智能充电机的设计 曹伯文
试析大功率超级电容智能充电机的设计曹伯文 摘要:超级电容器是上世纪七十年代发展起来的一种免维护、环保型的储能硬件，介于传统的静电电容器与化学电池之间，具有充电时间短、寿命长、温度特性好、环保等优势。据悉，超级电容器发展至今，其容电量已经涨至传统静电电容器的2000-6000倍，也因此，超级电容器多被用于需要超大电流、超高效率的设备中，在我国社会发展中占据着越发重要的作用。文章探讨了大功率超级电容智能充电 机的设计。 关键词:超级电容；大功率；智能充电 前言：目前，我国就超级电容相关领域应用研究较多，如：充电效率、智能 充电、充放电特性等，但是相关文献却相对较少。目前，我国应用大功率开关电 源时，当高频、大电流处于连接状态，依然会被电磁干扰，影响电网运行，影响 电路稳定；并且，当相关设备输出大功率时，开关依然会处于严重损耗状态，导 致设备功率与效率受到不良影响[1]。对此，文章探讨了大功率超级电容智能充电 机的设计，以此保障大功率设备的稳定工作。 1、超级电容器在国内外发展状况 世界经济环境的影响，电容器产业所需要的能源、材料、劳动力等不断增加 成本，电子元件行业想要在市场上脱颖而出，创新成为重点。目前，片式化、小 型化、复合化、高精度、高可靠性已经成为世界电子元件发展趋势，为适应这一 趋势，我国电容器逐渐加快了向小型化、片式化的前进步伐[2]。据悉，美国弗罗 里达大学的纳米科学技术中心在2016年10月发表的研究论文中写道，新型可弯 曲超级电容诞生，安装该超级电容，手机充电几秒钟，可维持一周以上电量，相 信这项技术会对世界产生较大影响。 2、大功率超级电容智能充电机的系统构成与工作原理 2.1、智能充电机的系统构成 充电机系统中主要包含有主电路与控制电路，其中，主电路由滤波电路、三 相桥式整流电路、全桥式变换器构成；控制电路中包含有主控制芯片、IGBT驱动 模块、CAN通信模块、数据采集模块、显示模块、保护电路模块、故障报警模块、案件电路等[3]。 2.2、智能充电机的工作原理 实际上，充电机主电路工作原理如下，充电机通过主电路中的各个部分，将 市电由交流向直流再交流再直流的转化，将市电转化为用户需要的直流电压。其中，三相桥式整流电路主要负责将市电转化为含有脉动的直流电；IGBT全桥逆变 电路主要功能是使IGBT轮流导通，将直流电转变为方波，并送至高频变压器输入端口；由高频变压器转化为交流电压，后经过整流与滤波电路，将其转化为用户 所需要的直流电，保障用户高质量用电。而控制电路的工作原理主要包含有充电 控制电路、数据采集电路、系统保护电路以及人机交互电路，其中，充电控制电 路主要是进行预充电并控制通信模块读取超级电容电池需求信息，以此确定最佳 充电方式、充电电流与电压等，将信息通过显示模块展现给用户，用户确定后， 充电正式开始；数据采集电路主要利用传感器收集相关信息，如：充电机使用的 环境温度、充电机输出电压等，将信息上传到单片机，为充电控制通过依据；系 统保护电路主要重视的是缺相、短路、欠压、过压等可能出现的故障，一旦故障 产生，单片机会及时作出判断，停止充电，发出报警信号；人机交互包括了按键 的设置、充电机实时状态的显示等，实现了智能充电机的手动充电，合理改变充
基于UC3845的横机专用输出大功率开关电源
基于UC3845的横机专用4路输出大功率 开关电源 目录 一横机专用开关电源背景 二横机专用开关电源系统级分析 2.1技术指标 2.2拓扑结构 2.21反激式开关电源 2.22正激式开关电源 2.3工作模式 2.31DCM模式 2.32CCM模式 2.4系统框架 三横机专用开关电源电路级设计 3.1主回路 3.11输入保护电路 3.12降功耗的EMI滤波电路 3.13整流电路 3.14输出电路 3.2 13V辅助输出电路 3.21高频变压器 3.22钳位电路 3.23反馈电路 3.24控制电路 3.25输出电路 3.3 24V输出电路 3.31高频变压器 3.32钳位电路 3.33反馈电路 3.34控制电路 3.35输出电路 3.4 12V输出电路 3.41高频变压器 3.42钳位电路 3.43反馈电路 3.44控制电路 3.45输出电路 3.5 5V输出电路 3.51高频变压器 3.52钳位电路 3.53反馈电路 3.54控制电路 3.55输出电路 四实验 附录A电路原理图 附录B PCB和实物
一、横机电源背景 21 世纪是建设可持续发展的社会，提倡的是节约资源，提高能效，环境友好。由于开关电源在体积、重量、功能和能耗等方面有显著优势，而且稳定性很高，因此它正广泛应用于通信、航天、家电等领域。随着技术的发展，高功率密度、高变换效率、高可靠性、低污染己成为开关电源的发展方向。 本设计开关电源是为满足针织横机的供电需要，基于当前流行的单片集成开关电源芯片UC3845设计的一款四路集成电源。该电源可靠性高、功率密度大、抗干扰能力、输出电压稳定，高效率、体积小等特点。为用户节约了安装空间，方便了用户的安装使用，提高了人工的安装效率。 二、横机专用开关电源系统级分析 2.1 技术指标 四路集成电源技术指标 序号技术参数备注 1 电源输入：AC220V单相输入 A 误差范围175V ~ 275V B 电源频率50Hz±10% 2 电源输出：V1：5V6A、V2：12V5A、V3：24V14.6A、V4：24V14.6A。 ①5V电源输出(主电源)： A 输出电压+5V 出厂调到5.2V B 输出电流6A C 电压调整率<1% D 负载调整率<1% E 纹波噪声（P-P值）100mVmax ②12V电源输出 A 输出电压12V 出厂调到12.10V B 输出电流5A C 电压调整率<1% D 负载调整率<2% E 纹波噪声（P-P值）200mVmax ③24V1电源输出 A 输出电压+24V（22-28可调）出厂调到24.5V B 输出电流14.6A C 电压调整率<2% D 负载调整率<2% E 纹波噪声（P-P值）350mVmax ④24V2电源输出 A 输出电压+24V （22-28可调）出厂调到24.5V B 输出电流14.6A C 电压调整率<2% D 负载调整率<2% E 纹波噪声（P-P值）350mVmax 3 效率(85%)min
移相全桥大功率软开关电源的设计
移相全桥大功率软开关电源的设计 移相全桥大功率软开关电源的设计 1引言 在电镀行业里，一般要求工作电源的输出电压较低，而电流很大。电源的功率要求也比较高，一般都是几千瓦到几十千瓦。目前，如此大功率的电镀电源一般都采用晶闸管相控整流方式。其缺点是体积大、效率低、噪音高、功率因数低、输出纹波大、动态响应慢、稳定性差等。 本文介绍的电镀用开关电源，输出电压从0~12V、电流从0~5000A连续可调，满载输出功率为60kW.由于采用了ZVT软开关等技术，同时采用了较好 的散热结构，该电源的各项指标都满足了用户的要求，现已小批量投入生产。 2主电路的拓扑结构 鉴于如此大功率的输出，高频逆变部分采用以IGBT为功率开关器件的全桥拓扑结构，整个主电路，包括：工频三相交流电输入、二极管整流桥、EMI滤波器、滤波电感电容、高频全桥逆变器、高频变压器、输出整流环节、输出LC滤波器等。 隔直电容Cb是用来平衡变压器伏秒值，防止偏磁的。考虑到效率的问题，谐振电感LS只利用了变压器本身的漏感。因为如果该电感太大，将会导致过高 的关断电压尖峰，这对开关管极为不利，同时也会增大关断损耗。另一方面，还会造成严重的占空比丢失，引起开关器件的电流峰值增高，使得系统的性能降低。 图1主电路原理图 3零电压软开关 高频全桥逆变器的控制方式为移相FB2ZVS控制方式，控制芯片采用Unitrode公司生产的UC3875N。超前桥臂在全负载范围内实现了零电压软开关，滞后桥臂在75%以上负载范围内实现了零电压软开关。图2为滞后桥臂IGBT的驱动电压和集射极电压波形，可以看出实现了零电压开通。
开关频率选择20kHz,这样设计一方面可以减小IGBT的关断损耗，另一方面又可以兼顾高频化，使功率变压器及输出滤波环节的体积减小。 图2IGBT驱动电压和集射极电压波形图 4容性功率母排 在最初的实验样机中，滤波电容C5与IGBT模块之间的连接母排为普通的功率母排。在实验中发现IGBT上的电压及流过IGBT的电流均发生了高频震荡，图3为满功率时采集的变压器初级的电压、电流波形图。原因是并联在IGBT模块上的突波吸收电容与功率母排的寄生电感发生了高频谐振。满载运行一小时后，功率母排的温升为38℃，电容C5的温升为24℃。 图3使用普通功率母排时变压器初级电压、电流波形 为了消除谐振及减小功率母排、滤波电容的温升，我们最终采用了容性功率母排，图4为采用容性功率母排后满功率时采集的变压器初级的电压、电流波形图。从图中可以看出，谐振基本消除，满载运行一小时后，无感功率母排的温升为11℃，电容C5的温升为10℃。 图4使用容性功率母排后变压器初级电压和电流波形 5采用多个变压器串并联结构，使并联的输出整流二极管之间实现自动均流为了进一步减小损耗，输出整流二极管采用多只大电流（400A）、耐高电压（80V）的肖特基二极管并联使用。而且，每个变压器的次级输出采用了全波整流方式。这样，每一次导通期间只有一组二极管流过电流。同时，次级整流二极管配上了RC吸收网络，以抑止由变压器漏感和肖特基二极管本体电容引起 的寄生震荡。这些措施都最大限度地减小了电源的输出损耗，有利于效率的提高。 对于大电流输出来说，一般要把输出整流二极管并联使用。但由于肖特基二极管是负温度系数的器件，并联时一般要考虑它们之间的均流。二极管的并联方
大功率直流开关电源设计
大功率直流开关电源设计 前言 开关电源的发展及国外现状 随着通信用开关电源技术的广泛应用和不断深入，实际工作中人们对开关电源提出了更高的要求，提出了应用技术的高频化、硬件结构的模块化、软件控制的数字化、产品性能的绿色化、新一代电源的技术含量大大提高，使之更加可靠、稳定、高效、小型、安全。在高频化方面，为提高开关频率并克服一般的PWM和准谐振、多谐振变换器的缺点，又开发了相移脉宽调制零电压开关谐振变换器，这种电路克服了PWM方式硬开关造成的较大的开关损耗的缺点，又实现了恒频工作，克服了准谐振和多谐振变换器工作频率变化及电压、电流幅度大的缺点。采用这种工作原理，大大减小了开关管的损耗，不但提高了效率也提高了工作频率，减小了体积，更重要的是降低了变换电路对分布参数的敏感性，拓宽了开关器件的安全工作区，在一定程度上降低了对器件的要求，从而显著提高了开关电源的可靠性。 1. 开关电源主电路的设计 开关电源最重要的两部分就是主电路和控制电路。本章将根据大功率直流开关电源的要求对主电路各部分进行性能分析并计算各项参数，根据计算所得的数据结果选择各元器件，设计出各个独立模块，最后组装成开关电源的主电路。 1.1 开关电源的设计要求 在本课题研究的过程中，主要对大功率开关直流电源的工作原理、电路的拓扑结构和运行模式进行了深入研究，并结合系统的技术参数，确定系统主电路的拓扑，设计出主电路，即分别设计出滤波、整流、DC-DC变换器、软启动和保护控制等部分。下面就对电源主电路的设计进行详细说明。
1.2 主电路组成框图 根据需要设计大功率开关电源的技术要求，本文进行了方案的验证与比较，设计如图2-1所示的软开关直流开关电源的主电路框图。虚线以上是主电路，主电路主要分为输入整流滤波、逆变开关电路、逆变变压器和输出整流滤波；虚线以下为控制回路，控制回路主要包括信息检测电路、控制和保护单元、监控单元和辅助电源。 本电源采用ZVZCS- PWM 拓扑，原边加箝位二极管，三相交流输入整流后，加LC 滤波，以提高输入功率因数，主功率管选用IGBT ，控制电路采用UC3875移相控制专用集成芯片，电流电压双闭环控制。具体设计主电路如图2-2所示，包括三个部分:(1) 输入整流滤波电路；(2) 单相逆变桥；(3) 输出整流滤波电路. EMI 全桥整流滤波 高频逆变 整流滤波 辅助电源 控制和保护单元 反馈 监控单元 交流输入 集中监控单元 直流输出 图2-1 直流开关电源的主电路框图 1.2.1 输入整流滤波电路 三相交流电经电源内部EMI 滤波后，加到整流滤波模块。EMI 滤波器的作用是滤除功率管开关产生的电压电流尖峰和毛刺，减小电源内部对电网的干扰，同时又能减小其他用电设备通过电网传向电源的干扰。滤波电路采用LC 滤波，电感的作用是拓开电流导通时间，限制电流峰值，可以提高电源的输入功率因数。滤波电容采用四个电解电容，两个串联后并联使用，满足三相整流后的高压要求。电阻R1、R2是平衡串联电容上的电压，高频电容与电解电容并联使用，滤除高频谐波，弥补电解电容高频特性差的缺陷。
电动汽车智能充电机设计
电动汽车智能充电机设计研究 摘要：面对电动汽车的快速发展，大功率动力电池智能充电机以及充电算法的研究显得愈加重要。本文研制了智能充电机系统，开发了恒流、恒压以及智能充电算法。试验测试结果表明，充电机较好的实现了恒流限压、恒压限流、智能充电以及放电等功能。该智能充电机可以为电动汽车提供稳定可靠的能量转换，并将随着电动汽车的广泛使用不断发展。 关键词：电动汽车智能充电机微机控制 1 引言 电动汽车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动汽车进入了发展高潮。电动汽车作为绿色交通工具，将在21 世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势，将电动汽车作为中国进入21 世纪汽车工业的切人点，不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择，同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。 目前我国电动汽车研究已取得阶段性成果，已经完成了电动轿车、电动中型客车和电动大型客车的开发工作。在我国大中城市都普遍存在着十分严重的交通问题和汽车尾气排放污染问题，电动汽车是一种非常理想的中速和短途的日常公共交通工具，因此在我国有着得天独厚的发展条件和广阔的应用前景。根据欧美和日本等先进国家的经验，在进行电动汽车的开发和制造的同时，必须开发电动汽车公共充电站和进行电动汽车示范工程建设，为电动汽车的推广使用积累经验。在城市繁忙地段开辟电动汽车交通线，进行电动汽车的推广示范是一项很有意义的工作，为了作好这项工作，就必须进行电动汽车充电机及其充电管理系统的开发。 随着电动汽车研究的深入，对于电动汽车用电池充电器有了一定的需求，因为这是一个比较新的应用领域，开发者主要集中在一些科研单位或大学中。国内的生产单位主要是面向电瓶车、电动游览车、蓄电池维护等应用场合，因此充电机功率范围有限。从上面的分析可以看出，研制电动汽车大功率智能充电机具有重要意义。 2.1 智能充电机系统特点 ·指示功能： 状态指示：包括电池电压不足、正在充电、充电结束； 故障指示：直流输出侧过电压及欠电压，温度异常，主断路器断开。蓄电池温度异常。·记录功能： 交流输入：对公用充电机记录输入的电力（kW?h），记录一次充电值和日累计值。 温度：充电时电池温度、充电机温度、环境温度。 故障记录：直流输出侧过电压及欠电压，电池或充电机温度异常；
DSP的大功率开关电源的设计方案(精)
DSP的大功率开关电源的设计方案 以TMs320LF2407A为控制核心，介绍了一种基于DSP的大功率开关电源的设计方案。该电源采用半桥式逆变电路拓扑结构，应用脉宽调制和软件PID调节技术实现了电压的稳定输出。最后，给出了试验结果。试验表明，该电源具有良好的性能，完全满足技术规定要求。 引言: 信息时代离不开电子设备，随着电子技术的高速发展，电子设备的种类与日俱增，与人们的工作、生活的关系也日益密切。任何电子设备又都离不开可靠的供电电源，它们对电源供电质量的要求也越来越高。 目前，开关电源以具有小型、轻量和高效的特点而被广泛应用于电子设备中，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。与之相应，在微电子技术发展的带动下，DSP芯片的发展日新月异，因此基于DSP芯片的开关电源拥有着广阔的前景，也是开关电源今后的发展趋势。 1 .电源的总体方案 本文所设计的开关电源的基本组成原理框图如图1所示，主要由功率主电路、DSP控制回路以及其它辅助电路组成。 开关电源的主要优点在“高频”上。通常滤波电感、电容和变压器在电源装置的体积和重量中占很大比例。从“电路”和“电机学”的有关知识可知，提高开关频率可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效地降低电源装置的体积和重量。以带有铁芯的变压器为例，分析如下： 图1 系统组成框图 设铁芯中的磁通按正弦规律变化，即φ= φMsinωt，则：
式中，EM= ωWφ M=2πfWφM，在正弦情况下，EM=√2E，φM=BMS，故： 式中，f为铁芯电路的电源频率;W 为铁芯电路线圈匝数;BM为铁芯的磁感应强度;S为铁芯线圈截面积。 从公式可以看出电源频率越高，铁芯截面积可以设计得越小，如果能把频率从50 Hz提高到50 kHz，即提高了一千倍，则变压器所需截面积可以缩小一千倍，这样可以大大减小电源的体积。 综合电源的体积、开关损耗以及系统抗干扰能力等多方面因素的考虑，本开关电源的开关频率设定为30 kHZ。 2 系统的硬件设计 2.1 功率主电路 本电源功率主回路采用“AC-DC-AC—DC”变换的结构，主要由输入电网EMI滤波器、输人整流滤波电路、高频逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路等几部分组成，如图2所示。 图2 功率主电路原理图
大功率充电机系统的软件控制设计
大功率充电机系统的软件控制设计 发表时间：2018-09-12T13:54:21.587Z 来源：《河南电力》2018年7期作者：于勤录 [导读] 随着电动汽车产业的不断发展，电动汽车已经家喻户晓被越来越多的人所熟知，但是大家对于为之服务的充电设备还不为人所熟悉于勤录 （身份证号码：23082819730127XXXX） 摘要：随着电动汽车产业的不断发展，电动汽车已经家喻户晓被越来越多的人所熟知，但是大家对于为之服务的充电设备还不为人所熟悉，接触的人不多，而大功率充电机多用于充电场站，目前的电动汽车充电站基本都配有经过专门培训的充电人员来进行充电操作。而充电机的智能控制系统在设计时考虑到在使用时可能会遇到的各种情况，通过大量的内部软件程序设计，简化人工操作的复杂性，智能控制充电机和充电车辆的工作。人机交互界面设计的人性化、简洁、方便、实用，尽量减少用户的操作，使用者只需按照提示界面提示进行操作，就可以便捷的为电动汽车进行智能快速充电，甚至能实现在无专人值守情况下的用户自助充电。 前言： 要实现充电机的智能快速充电，必须要有一个可靠、高效、智能的控制程序。充电机的软件设计以人性化和智能化为基础，实时监控充电状态，根据充电电压、充电电流、电池管理信息、充电时间、电池电压、和电池温度等参数设置等信息。对各种信息进行汇总分析和计算，自动选择合适的充电方式，智能控制充电机的输出电压和电流，实现对电动汽车高效、快速、安全的智能充电。充电机能与电池管理系统进行实时通讯并显示充电状态，根据电池状态能实现不同充电阶段的自动转化和充电，也可以根据用户的设定的参数，自动选择合适的方式进行充电。充电机充电枪接口里面有CAN通讯总线，协议符合国标《GB_T27930-2011电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》。 1.主控制程序设计 大功率充电机在通电后会进行初始化，自检正常后进入欢迎页面，显示“请刷卡”字样。首先需要在读卡器位置刷充电卡，充电卡需要身份进行验证，如果验证不合格则会提示为非充电卡，不能提供充电服务，验证通过后进入选择服务页面。可选择的服务有自动充电与手动充电两种充电模式和查询服务可以供用户选择，选择相应的服务，会分别进入对应的子流程，如果取消则返回欢迎使用页面。 图4-1 大功率充电机软件主流程图 Fig4-1 High power charger software flowchart 当充电完成后需要重新刷充电卡结束充电，然后根据本次充电的电量进行结算或把数据传给后台进行扣费，并显示结算信息，其内容包括：本次充电机的使用起止时间、充电时长、电池SOC的起止数值、充电电量、本次充电所用金额以及卡内余额。点击确认后完成充电，延时5秒后会自动跳转到起始页面，主程序流程图如图4-1所示。最后将充电枪从电动汽车充电接口处拔出并放回到一体机的固定位置，充电才算最终完成。 2.主要子程序的设计 主程序里面包含很多子程序，当主程序需要用的什么功能时会调用相应功能的子程序，通过各子程序之间的相互配合和协同工作，才能保证充电机实现智能快速充电和其它各种功能。 2.1 刷卡充电流程的设计 用户在充电时可能存在不同的需求，大功率充电机设计了多种充电方式供用户进行充电选择。充电时需要用户对充电参数进行手动设置，其中充电电压、充电电流和停机电流是必须设置的参数。在设置参数时充电机会给出一定范围值，设置的数值不得超出指定范围，如果参数设置错误会进行提示，需要重新设定。有四种设定的充电方式可以供用户选择，想要在一定时间内充电，可以选择定时充电，设置充电运行时间，时间到了自动停止充电；想要充一定的电量，可以选择定量充电，设置需要充电的电量值，电量达到后自动停止充电；想要充一定金额的电量，可以选择定额充电，设置需要充电的金额值，达到设定金额的电量，充电机自动停止充电；自动充满，当电池充满后会自动停止充电。 设置充电参数需要对电动汽车的充电需求要有一定的了解，合理的设置参数，才能更好的充电。如果参数设置的不合理可能会影响
基于UC3846大功率开关电源设计
– 20 – 2012年第11卷第2期1 引言 近年来，随着电力电子技术的迅速发展，高频开关电源 已广泛应用于计算机、通信、航空航天、工业加工等领域， 它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快 速性好等优点。基于这些优点，高频开关电源已经在很多方 面逐步取代了效率低、笨重、精度不高的传统线性电源，本 文介绍和比较了电压型PWM控制器和电流型PWM控制器的优缺 点，着重论述了电流型控制芯片UC3846在大功率全桥开关电 源中的应用，并对电路进行具体的分析。 2 电压型和电流型PWM控制器 2.1 电压型PWM控制器 目前应用广泛的PWM控制器都是采用电压模式控制的，它 只对输出电压进行采样, 采样信号Vf作为反馈信号与基准电 压Vr在误差放大器中进行比较放大，得到误差信号Ve，Ve和 锯齿波信号比较后通过PWM比较器输出一系列高频脉冲来控制 开关管的导通和截止，它的主要缺点是：响应速度慢，稳定 性差，甚至在大信号变化时会产生振荡，造成功率管损坏等 故障[1]。 图1 电压控制型的原理图2.2 电流型PWM控制器针对上述电压型控制器的缺点，最近十几年发展起来电流型控制技术。 现代建设 Modern Construction [作者简介] 吴军（1982- ），男，江苏盐城人，在读硕士，就读于郑州大学信息工程学院，主要研究方向为开关电源设计。 基于UC3846的大功率开关电源的设计 吴军 李长华 刘平 （郑州大学信息工程学院，河南 郑州 450001 ） 摘 要：本文介绍并比较了电压控制型和电流控制型PWM变换器的基本原理，设计出基于电流型控制芯片UC3846的大功率全桥开关电源的实用电路。给出了各部分相应的原理图，并进行了详细的介绍。实践表明，该电路具有良好的性能。关键词：UC3846；电压控制型；电流控制型；脉宽调制 中图分类号：TP303+.3 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）02-0020-03 Design of a High Switching Power Supply Based on UC3846 WU Jun LI Changhua LIU Ping (college of Information Engineering ,Zhengzhou university Zhengzhou 450001) Abstract: The basic principles of voltage-mode control and current-mode control PWM converters are introduced and compared .An applied circuit of a high power Full-Bridge switching power supply is designed based on the PWM IC UC3846 for current mode control.The every circuit diagram with corresponding part is provide and detailed.The experiment result shows that the circuit has better performance. Key words: UC3846; voltage-mode control; current-mode control; PWM
大功率开关电源的原理与分析
4 6000W 电源剖析 经实体解剖证实，两种3500W 电源的PFC 贴片控制板电路结构、元器件完全相同。随后解剖了两种新搞到的6000W 电源证明，其PFC 贴片控制板电路结构与原3500W 也基本相同。Ascom 公司2000 年投产的两种高档6000W 电源（直流输出48V/112A 和350V/17A），是更换淘汰IBM 军用电源的工业级产品。说明了PFC 控制电路设计已十分成熟，没有必要再改。 在打开6000W 电源的外壳铁盖后，看到其大号的CBB 多只高压电容器上，均标出了厂年月为“9926”、“9938”等。其中48V/112A 通信电源的散热器加高了2～3 倍，重达8kg；细看电源主板上的5 只大号φ47mm 磁环电感器与3500W 电源相同，主功率变压器和Boost 储能电感器的外形结构也相似相近，只是又加长了约30％或体积增大了些。后来解剖发现两种6000W 电源相同的Boost-PFC 大电感器磁芯增加到4 付8 块EE55 组合而成；48V/112A 电源的主功率变压器改用3 块φ73mm 扁平磁环叠合而成。 6000W 电源的MOSFET 均改用工业级标准型号公开的新品，是IR 公司或IXYS 产品，每台电源用6 只MOSFET 均为SOT-227B 封装的四螺孔接线形式，并新增加一块专用功率印制板紧固6 只MOSFET 的漏极、源极、栅极螺孔连线片，明显改进了维修更换条件。功率板上的99″驱动变压器和驱动 IC-M1C4421(99″)等，与3500W 电源相同。 5 高功率因数的实现 在实体拆焊解剖原贴片式PFC 控制板时发现二个非常奇怪的现象：一是PFC 主芯片IC脚16 驱动输出端铜箔走线居然被悬空，不接电路板上任何其他元器件；二是IC 脚14 反常地接地线，它原是IC 内部高频振荡器的CT 电容器外接引脚端。为此，我于2001 年底特别请教了李龙文先生，他是十年前我国最早消化、吸收、引进美国Unitrode 公司专用IC 的开关电源应用专家。 早期问世的UC3854，作为高频有源功率因数校正器的代表性产品，专用于大功率电源抑制谐波电流污染电网，它是国际上经典的PFC 功率因数校正“绿色能源”产品，早已选作美国的国家电源工业标准。十几年来专业期刊上发表的研究文献，均是整体选用UC3854 作为PFC电路主芯片，没有见过停用UC3854 内部高频振荡器和驱动输出的8 只IC 组合的PFC 设计。 为什么3500W 电源的实测PF≥0.999，能达到如此高性能指标，结论只有在调查的末尾才可得到。在充分准备之后，用特殊烙铁头逐一拆焊了高密度贴片PFC 控制板上的近百个元器件，并逐一粘固在事先作了编号的硬壳白纸上。随后又细致测量了每一只电阻器和电容器的实际数值；并用万用表的R×kΩ 档（内含1.5V 电池）、R×10k 档（内含9V＋1.5V 电池）量程测量记录了十几只二极管的正向电阻值和反向电阻值，包括整流、开关、稳压二极管，肖特基二极管等。 现给出PFC 控制板拆焊全部贴片元器件，并用砂纸磨掉焊锡和绿漆之后，显露出来的印制板铜箔走线，其正面和反面分别见图6(a)及图6(b)。然后继续磨掉铜线后，两面分别显现的内部双夹层走线、焊点、绝缘圈等，见图6(c)及图6(d)。 (a) 印刷板正面
充电机
充电机充电机是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术。它采用恒流/恒压/小恒流智能三个阶段充电方式，具有充电效率高，操作简单，重量轻，体积小等特点。并具有反接、过载、短路、过热等多重保护功能及延时启动，软启动、断电记忆自启动功能等。 ?环境条件 工作温度：(-20～50)℃；贮存温度：(-40～70)℃； 相对湿度：90%(40±2℃)；大气压力：(70～106)kPa； ?整机外形尺寸：19吋机架式长483（430）mm 高88mm 深330mm 整机重量：4.7Kg 图3 （外形任选一种）长148mm 高118mm 深300mm 整机重量：4.5Kg 图8 长130mm 高155mm 深288mm 整机重量：4.5Kg 图14 台式长150mm 高88mm 深340mm 整机重量：5.0Kg 图17 ?输入电压AC 180V～264V 频率：50Hz±10% (或DC250～370V) ?额定输出功率1500W ?输出稳压值DC * ～* V 可由用户指定（1000V内） ?输出稳流值* ～* A 可由用户指定（100A内） ?稳压值调节方式面板多圈微调/面板多圈电位器调节/0～5V外控调节（任选一种）?稳流值调节方式面板多圈微调/面板多圈电位器调节/0～5V外控调节（任选一种）?效率≥92% 功率因数≥0.85 ?负载调整率≤1% ?电压调整率≤0.1% ?纹波电压≤1% Vout(p-p) ?整机过热保护阈值80-85℃ ?保护输入过压，欠压；输出过压，过流，短路；整机过热 ?绝缘电阻≥20M ?输入对机壳耐压≥AC1500V ?输入对输出耐压≥AV1500V ?输出对机壳耐压≥AV500V
一款基于sg3525的大功率开关电源的研制
一款基于SG3525的大功率开关电源的研制 引言 随着电子技术的高速发展，电子设备的种类与日俱增。任何电子设备都离不开可靠的供电电源，对电源供电质量的要求也越来越高，而开关电源在效率、重量、体积等方面相对于传统的晶体管线性电源具有显着优势。正是由于开关电源的这些特点，它在新兴的电子设备中得到广泛应用，已逐渐取代了连续控制式的线性电源。 功率主电路 图1 功率主电路原理图 本电源模块采用半桥式功率逆变电路。如图1所示，三相交流电经EMI滤波器滤波，大大减少了交流电源输入的电磁干扰，同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端。再经过桥式整流电路、滤波电路变成直流电压加在P、N两点间。P、N之间接入一个小容量、高耐压的无感电容，起到高频滤波的作用。半桥式功率变换电路与全桥式功率变换电路类似，只是其中两个功率开关器件改由两个容量相等的电容C1和C2代替。在实际应用中为了提高电容的容量以及耐压程度，C1和C2往往采用由多个等值电容并联组成的电容组。C1、C2的容量选值应尽可能大，以减小输出电压的纹波系数和低频振荡。由于对体积和重量的限制，C1和C2的值不可能无限大，为使输出电压的纹波达到规定的要求，该电容值有一个计算公式，即：
式中，IL为输出负载电流，VL为输出负载电压，VM为输入交流电压幅值，f为输入交流电频率，VU为输出的纹波电压值。 这是一个理论上的计算公式，得到的满足要求的电容计算值比较大，实际取的电容应尽量大一些，由于输出端电压较小，也可以在二次整流滤波时加大电容，这样折算到该公式的电容值也不小。C1和C2在这里实现了静态时分压，使VA=Vin/2。 当VT1导通、VT2截止时，输入电流方向为图中虚线方向，向C2充电，同时C1通过VT1放电；当VT2导通、VT1截止时，输入电流方向为图中实线方向，向C1充电，同时C2通过VT2放电。 当VT1导通、VT2截止时，VT2两端承受的电压为输入直流电压Vin。IGBT的集-射极间并接RC吸收网络，降低开关管的开关应力，减小IGBT关断产生的尖峰电压；并联二极管实现续流的作用。二次整流采用单相桥式整流电路，通过后续的LC滤波电路，消除高频纹波，减小输出直流电压的低频振荡。LC滤波电路中的电容由多个高耐压、大容量的电容并联组成，以提高电源的可靠性，使输出直流电压更加平稳。 PWM集成芯片SG3525的功能特点 SG3525是一款功能齐全、通用性强的单片集成PWM芯片。它采用恒频脉宽调制控制方案，适合于各种开关电源、斩波器的控制。其主要功能包括基准电压产生电路、振荡器、误差放大器、PWM比较器、欠压锁定电路、软启动控制电路、推拉输出形式。SG3525的基本外围电路接线图如图2所示。该芯片与其它同类型的芯片相比具有许多突出的特点。
大功率智能充电器的研究与设计
文章编号：１００９—３６６４（２００７）０１—００４７—０２ 大功率智能充电器的研究与设计 ‘ｉｉ羧黼艟瓣裁 傅胤荣，胡义华，潘永雄 （广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州５２１９００） 摘要：研制了一款基于ＬＰＣ９３３单片机的４段式（涓流短时充电、恒流充电、恒压充电、浮充电）１２Ｖ铅酸蓄电池充电器，该产品充电电流可在ｏ～５０Ａ范围内任意设定，具有完善的声光保护装置，既能快速充电又能对蓄电池进行有效地保护。 关键词：充电器；蓄电池；单片机 中图分类号：ＴＭ９１０．６文献标识码：Ａ ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎｆｏｒＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＨｉｇｈ—ＰｏｗｅｒＣｈａｒｇｅｒ ＦＵＹｉｎ＿ｒｏｎｇ，ＨＵＹｉ—ｈｕａ，ＰＡＮＹｏｎｇ—ｘｉｏｎｇ （ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ５２１９００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｆｏｕｒ－ｓｔｅｐｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｈａｒｇｅｒｂａｓｅｄｏｎＩ．ＰＣ９３３ＭＣＵｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｎｄｉｔｓｃｈａｒｇｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｃｕｒｒｅｎｔｃａｎｂｅｓｅｔｕｐｆｒｏｍ０ｔｏ５０Ａ．Ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｈａｒｇｅｒｃａｎｃｈａｒｇｅｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｒａｐｉｄｌｙａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔ—ｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈａｒｇｅｒ；ｂａｔｔｅｒｙ；ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ０引言 由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠， 广泛用作汽车、轮船等机动车辆或发电机组的启动电 源。随着经济的发展，大容量蓄电池的应用迅速增加， 人们希望能快捷、安全地对蓄电池进行充电，而现有市 场销售的充电器充电电流多为２０Ａ。为了满足人们 对大功率充电器的需求，笔者设计了一款基于 ＬＰＣ９３３单片机的充电电流５０Ａ、充电功率７４０Ｗ、功 能完善、可扩充的智能充电器。 １充电器原理与设计 １．１总体硬件设计 充电对象是铅酸蓄电池，设计中采用电流、电压负反馈的方法来达到恒流、恒压充电的目的，应用了ＬＰＣ９３３单片机及相应的控制电路。充电器硬件原理如图１所示。 充电器电路主要包括主电源回路、信号控制两部分。主回路部分由桥式整流、ＰＷＭ波形产生和直流滤波等组成。交流电输入后，经全桥整流为３００Ｖ左右的直流电，由大电容进行低频滤波稳压，ＭＯＳ器件Ｑ，、Ｑ２组成半桥逆变器。通过给ＭＯＳ管Ｑ，、Ｑ２加高频方波控制信号，使Ｑ．～Ｑ２周期性地导通，得到脉宽可调的高频交流电，经高频变压器耦合到副边，再经 收稿日期：２００６—０８—０７ 作者简介：傅胤荣（１９７９一），男，广东工业大学物理与光电工程学院０４级硕士研究生，现为广东工业大学首批中韩国际联合培养交换生，就读于韩国檀国大学研究生院电气工学部，主要研究方向：集成电路的研究与运用。 图１充电器原理图 整流管Ｄ２和Ｄ３整流，Ｌ，和Ｃ４滤波，在输出侧得到低纹波直流电压。显示模块是用来显示电池的当前电压与充电电流，显示状态由面板上实现按钮启动。 １．２电路功能设计与分析 １．２．１脉宽调制器ＰＷＭ 脉宽调制控制电路采用开关电源专用集成芯片ＳＧ３５２５，有ＯＵＴ—Ａ与ＯＵＴ—Ｂ反向输出。移相ＰＷＭ的相移控制是通过误差放大器来实现，误差放大器同相端Ｅ／Ａ＋（２脚）接单片机控制输出的电压信号。反相端Ｅ／Ａ一（１脚）接主电路输出电流或电压的反馈信号，电流和电压负反馈信号之间的切换由肖特基二极管Ｄ．的导通截止实现。反馈信号和标准电位比较，差值经放大输出，送至移相脉宽控制器，控制ＯＵＴ－Ａ与ＯＵＴ—Ｂ之间的相位，最终调整波形占空比，使电压和充电电流稳定在预定值上。 １．２．２电流采样 电流采样是大电流充电器的关键技术之一。设计了在高频变压器的初级线圈处增加环形电流互感器， 万方数据