电动汽车智能快速充电器的设计

1简介

电池是电动汽车的关键动力输出单元. 在铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池和燃料电池等常用电池中，它们具有大的能量比，重量轻和良好的温度特性. ，污染低，记忆效果不明显等，铅酸蓄电池，镍氢蓄电池普遍用于电动汽车. 但是，由于充电方法不正确. 可充电电池的使用寿命大大低于规定的使用寿命. 也就是说，许多电池没有损坏而是带电，可以看出充电器的质量对电池寿命有很大的影响. 基于. 本文提出了一种采用C805lF040单片机智能充电控制方案的智能充电器设计，可以有效提高充电效率，延长电池使用寿命.

2硬件设计

2.1系统框图

图1电动汽车智能充电器系统框图

电动汽车智能充电器以c8051040F单片机为控制核心，主要包括AC / DC转换器，IGBT电源模块，高频变压器，整流滤波电路，单片机控制电路，脉宽调节电路和状态显示电路. 图1是该系统的框图.

该方案中开关电源的最大输出功率为2.6KW，交流输入范围为l70V-270V，充电器电路主要包括主充电电路和单片机控制电路两部分，工作原理整个电路的过程是: 220v单相交流电通过全桥整流被电容器过滤. 获得约300v DC. 经过由4个IGBT组成的逆变器桥后，可获得高频交流电，该高频交流电通过高频变压器耦合到次级侧. 通过整流管D6后，D7进行整流. 最后，在对电感器L3和电容器C7进行滤波之后，可以获得稳定的DC输出. 由于使用了智能充电，电池的每个阶段的充电电压和充电电流都不同. 因此，使用cygnal公司的C8051040F MCU作为充电过程控制设备. 在充电过程中，MCU检测充电电池的充电电流，充电电压和电池温度，以防止电路过电压和过电流. 如果电池温度过高，您还可以通过检测电池电压和电流值来确定是否切换到下一个充电阶段. 同时，充电的每个阶段的电压或电流值通过单片机给出，并与通过采样获得的相应电压和电流值进行比较. 通过相移控制芯片uCC3895改变PWM值，可以改变功率管的导通时间. 以达到在不同电池的不同阶段具有不同的稳定输出值的目的.

2.2单片机控制简介

充电控制电路采用C8051F040单片机进行数据采集和控制. 该芯片是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC）. 它具有与805l指令集完全兼容的CIP-51内核. 它将几乎所有的模拟和数字设计，并确保程序的安全运行. ADC负责充电期间的电压，而电流J2C负责收集温度数据. PWM在充电期间将电压和电流的参考值输出到比较电路. 同时，单片机控制开关电源控制模块UCC3895.

电压检测电路: 电压采样电路由精密电阻和可调电阻组成，因为该单片机的AD测量的最大设置范围是5V. 因此，应在5V范围内按比例降低电池组电压. 然后使用C805lF040内的AD转换功能进行转换. 单芯片计算机内部计算电池电压. 该电路在单片机内部采用l2位AD转换. 降低设计电路的复杂性. 并提高了可靠性和准确性. 为了抵抗电干扰和高压电击. 该电路采用高速隔离光莲花PC8l7隔离.

电流检测电路: 通常，在收集电流时，在电路中串联连接一个电阻值小的采样电阻. 将采样电阻上的电压输入到单片机的转换通道中进行毛巾转换，然后通过计算将电压值转换为电流值. 但是由于该方案中的充电电流较大. 因此，使用电阻采样将消耗更多功率. 该解决方案使用电流互感器进行电流采样.

温度检测电路: 温度采样使用温度传感器LM92. LM92是由美国国家半导体公司生产的单芯片高精度数字温度传感器. 在室温下，温度测量精度可以达到正负0.33度. 并可与用户设定的温度点进行比较. 传感器的内部寄存器可以通过12C总线接口进行读写. 它的编程很容易. 易于使用，广泛用于高精度温度测量和温度控制过程中.

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