间歇式脉冲三段式充电器的设计

铅酸蓄电池三段式智能充电器设计毕业论文前言如今，越来越多的家庭开始拥有自己的汽车，根据国家统计局的统计数据显示，在2003年，全国民用汽车保有量达到2400多万辆，这其中私人汽车的数量为1219万辆。

但是，大多数人对汽车的主要部件的维修和保养知识极为欠缺，所以，造成汽车故障频出，而蓄电池电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。

而在装备传统发动机与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。

由此可见蓄电池在汽车中起着十分重要的作用。

如果蓄电池工作不良，说不准哪天就能把您的车撂在路上，影响大家的出行和安全，所以注意蓄电池的日常维护就显得尤为重要。

蓄电池的主要使用过程中不可避免的要用充电器进行充电，而充电器的好坏则直接影响蓄电池的效用。

于是我决定对汽车电瓶充电器进行研究，期望能对这方面的知识有所认识。

在确定该课题后，通过阅览相关书籍和网上查阅等途径研究了蓄电池的工作环境、充放电方式和结构原理，对蓄电池的充电器所满足的条件有了框架性的认识，然后通过查阅资料，完成了对现有充电器的结构认识，之后，在总结现有充电器电路的优缺点之后，设计了这个充电器，该充电器除了完成对蓄电池充电的基本功能外，同时增加了极性保护和充电指示功能，满足了人们对蓄电池充电器的基本要求。

同时，在阅读本文后，也能对蓄电池有一定的认识和了解，有利于在日常生活中对蓄电池的正确使用和维护保养。

第一章绪论1.1蓄电池的发展历史法国科学家普兰特在19世纪50年代发明了开口式铅酸蓄电池，到现在已经有近150年的发展历程。

到20世纪初，铅酸蓄电池已经经过了几十年的研发和改进，也提高了蓄电池的循环使用时间、高倍率的放电、能量密度等的性能。

然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：气体扩散出来时会有酸雾形成，会慢慢的腐蚀周围金属设备，对人体健康不利，并污染了环境；在蓄电池充电的末期水会分解为氢气，氧气析出，而且需要经常加酸、水，平时的维修工作繁重，严重限制了蓄电池的应用。

自制恒流、限压、脉冲三特性充电器
 自制恒流、限压、脉冲三特性充电器
 一、工作原理
 当电路加电时，IC1为IC2提供+5V工作电压，IC2②、⑥脚设定的1.44V 电位比IC2③、⑤脚从电池端采样电位要高，因此①、⑦脚输出低电平，使Q1、Q2导通，12V电源通过Q1、Q2的c-e极和限流电阻R8、R12分别对电池E1、E2恒流充电，同时限流电阻两端的电压降使LED2和LED4点亮发绿光指示正在充电，而LED3和LED5却被三极管短路熄灭。

 当电池充满时，IC2同相输入端反馈进来的电位上升达到或超过1.44V 时．比较器翻转，IC2①、⑦脚输出高电平，Q1，Q2截止，达到限压功能．这时LED3、LED5点亮发红光指示充电终止。

同时电源通过R6~R8和R10~R12分别对电池E1、E2浮充电。

 二、设计与制作。

专利名称：一种三段式加脉冲智能电动车充电器专利类型：实用新型专利
发明人：刘琼,蔡继宗,周明
申请号：CN201420602339.4
申请日：20141020
公开号：CN204118838U
公开日：
20150121
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种三段式加脉冲智能电动车充电器，包括电源开关转换、电源输出、单片机智能控制部分，场效应管Q3为正脉冲控制器件和反接保护控制器件，电池BT1正极经电阻R48和场效应管Q5到电池BT1负极形成放电回路，经单片机U1控制产生负脉冲。

本实用新型以传统三段式充电为基础，在恒压段加入温度补偿及正负脉冲充电控制，有效减少电池硫化及电池极化产生的热量，提高充电效率，延长电池使用寿命，充电器本身包含反接保护、温度补偿、过温保护、限时充电、LED报警、正负脉冲等功能，舍弃传统的运算放大器结构，所有功能由单片机U1控制完成，体积小、适用于大批量生产。

申请人：广州市江科电子有限公司
地址：510000 广东省广州市番禺区石壁街屏二村荔枝岗之二
国籍：CN
代理机构：北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：汤东凤
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全CMOS三段式锂电池充电器设计
周祖德;徐超
【期刊名称】《武汉理工大学学报》
【年(卷),期】2006(28)4
【摘要】针对锂电池的化学特性,给出了一种全CMOS工艺的锂电池充电IC的设计方案。

将锂电池充电过程分为涓流充电、常流充电和常压充电3个过程,并为此设计了3段式的充电结构。

同时该充电IC还集成了过流检测、温度控制等电路。

实验结果表明,其充电过程符合锂电池的化学特性,有效地提高了芯片的能量效率,降低了芯片功耗,缩短了充电时间。

【总页数】4页(P109-111)
【关键词】锂电池;低压降稳压器;常流源
【作者】周祖德;徐超
【作者单位】武汉理工大学信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN710.2
【相关文献】
1.间歇式脉冲三段式充电器的设计 [J], 王维斌
2.面向大电流便携式电子产品的完整电池充电器解决方案用于锂离子／磷酸铁锂电池的3．5A充电器可实现USB与墙上适配器输入的多路复用设计要点496 [J],
3.基于单片机的三段式智能充电器设计 [J], 文亚辉
4.Trimble锂电池充电器的设计 [J], 王天尧;彭定华;王雪玲
5.Trimble锂电池充电器的设计 [J], 王天尧;彭定华;王雪玲
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间歇式脉冲三段式充电器的设计来源：电子元器件应用作者：王维斌株洲职业技术学院该文来自网络，版权归原作者所有。

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。

锂电池三段式简单充电电路,Li-Ionbatterycharger锂电池三段式简单充电电路,Li-Ion battery charger锂电池三段式简单充电电路,Li-Ion battery charger博客里有位朋友panic 写了一篇他自己做的关于锂电池的2段式充电电路，我也在做，不过是三段的，不论谁先谁后，只作为各自制作过程中的经验交流用吧，回帖多了就把我的想法和基本线路构造说一说，并把我回过的有关的帖子归一归类，有用的朋友看了也方便一点，自己也方便了。

刚开始的电路构思是：1. 我用一片339（电压比较）和一片393（状态指示）再加上431（基准）组成了三段式的2S锂电池充电电路（18650锂电池，4节，2并2串组成8.4V电池组，外带一片2S的保护板），预充和涓充都为1/20C电流（可以根据实际情况设定相关的电阻值），标准充电为1/10C--1/8C，另外还设了一挡手动选择的中速充电，充电电流与标准充电电流是一样的，只是叠加在标准充电上，预充和涓充时的电流不变，原来切换到标准充电时变成了标准充电+中速充电（两倍的标准充电电流）。

电流的取样和大小变化是靠切换限流取样电阻的阻值大小来实现的（比较器的参考基准电压不变），控制管用MOS，型号是T70N03，Ron只有6毫欧，压降可以几乎不计，精度可以控制在+/-5-10mA左右并且设有温度补偿电路，充电时5.6V-7.5V为预充、7.5V-8.3V为标准充电或中速充电、8.3-8.45为涓充，充满后用继电器切断电池与充电器的连接。

指示灯用三脚RG的双色LED，电路的原型已经搭出来了现在在测试性能，准备用LM3915来做10段电量显示。

电源是用TOP232Y做的，输出电压8.5V1.2A，CC/CV结构，控制IC：LM358+TL431 。

CC/CV的控制方式是直接将电流的控制信号反馈给TOP,由TOP输出电压的变化及限流取样电阻上的电压反馈信号来恒流.并始终保持电源的输出电压=电池两端的电压+限流取样电阻上的压降(不论充电电流大小,该电压始终为0.1V+/-0.01V),直到电池充满,并切断电池与电源的连接.补充：后来电压比较用了LM358，目的是为了更好的配合外围的充电状态指示电路，因为LM358有电流驱动能力，而339/393只有拉电流，外围电路的比配比较麻烦，只是LM393/339的控制精度要比358来得高，毕竟是专用的电压比较器，358的控制精度问题。

三段式智能电动车充电器通用原理大全第一篇：三段式智能电动车充电器通用原理大全三段式智能电动车充电器通用原理大全三段式充电方式是目前比较常见、应用比较广泛的电动车充电方式。

这种充电方法能够有效提高电动车充电效率，并有效保障充电安全，延长电动车电池的使用寿命。

三段式充电在充电起始阶段，用限流充电，也称为恒流充电；在充电中期：改为定压充电；而在充电后期：也是定压充电，但定压值比中期降低了一些，称为涓流充电，也称为浮充，在这一阶段，还可以采用脉冲模式。

如上图所示，1是充电状态轮换电流检测比较器，2是充电电流限流检测反馈放大器，3是电池电压检测反馈放大器（基本基准电压为第三阶段涓流充电恒压值）。

高标电动车充电器是雅迪电动车、爱玛电动车、新日电动车等全国整车制造前30强企业的御用电动车充电器。

下面来简单说一下三段式电动车充电器工作状态的转化条件：（1）充电电流＞基准电流1，进入第一阶段电流：充电电流＝基准电流2＞基准电流1，进入第一阶段基准电流1＜充电电流＜基准电流2，进入第二阶段（2）充电电流＜基准电流1，进入第三阶段需要说明的是，1、各控制信号共同作用的结果，控制开关电源振荡脉冲的宽度即开关管的通断比，通断比越大，输出电压高，充电电流就大。

高标电动车充电器有着限压保护等多重保护功能。

2、阶段的确定，是预先设定，赋值给电压比较器，充电电流或充电电压都是通过取样，并与电压比较器的赋值进行比较，通过电压比较器的输出改变电压负反馈量的大小，去控制输出电压。

不同的电压负反馈比例和电流负反馈量结合形成不同的充电阶段。

3、第一阶段电流反馈起主导作用，实质是限流（恒流）；第二阶段电压负反馈和电流负反馈共同作用，主导作用由电流负反馈转向电压负反馈第三阶段电压反馈起主导作用。

后两个阶段实质上均是恒压阶段，差别是第三段的恒压值低于第二阶段的恒压值。

以上是三段式电动车充电器的基本原理，在日常多多接触，大家都会对其中的原理深入了解。

基于三段式充电控制方案的电动汽车智能充电器设计1.引言电池是电动汽车的关键动力输出单位，在铅酸蓄电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池和燃料电池等几种常用电池中，因为具有能量比大、重量轻、温度特性好，污染低，记忆效果不明显等特点，镍氢电池在电动汽车中使用很普遍。

然而由于充电方法的不正确，造成充电电池的使用寿命远远低于规定的寿命。

也就是说很多电池不是被用坏的而是被充坏的，可见充电器的好坏对电池寿命有很大的影响。

基于此，本文提出一种使用3 段式充电控制方案的智能充电器的设计方案，能有效的提高充电效率，延长电池的使用寿命。

2.控制方法介绍常用的充电终止控制方法包括：定时控制法，电压控制法，电流控制法和综合控制法。

定时控制法是指用定时系统来控制整个充电时间，时间没定值到达时，对电池停.止充电。

常用的电压控制法包括最高电压法(Vmax)，电压负增量法(△V)，零电压增量法(0△V)常用的温度控制法包括最高温度法(Tmax)，充温升法(△T)。

温度变化率(△T/△t)，最低温法(Tmin)。

综合控制法是指综合使用上述控制方法中的几种控制方法。

相对于传统的定电压和定电流充电法三段式充电理论则可以大大提高电池的充电效率。

三段式充电采用先恒流充电，再恒压充电，最后采用浮充充电。

如果充电前电池处于深度放电状态则还要在充电前进行预充电。

3.系统硬件构成3.1 总体硬件设计充电对象为镍氢电池，采用电压，电流反馈的方法来达到恒流，恒压充电的目的，同时对充电过程中的各种参数进行检测和控制。

该充电器的总体设计如图1。

该方案中开关电源的最大输出功率为2.4KW，交流输入范围为1 76V- 264V，充电器电路主要包括主充电电路和辅助控制电路两部分，整个电路的工。