基于UCC3895与PIC单片机的智能充电器的设计

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  •      采用新一代移相PWM控制芯片UCC3895和PICl6F917单片机,针对常用的铅酸蓄电池设计开发了一种智能充电器,介绍了其硬件设计思路和软件实现方法,并提出了智能控制策略。
    关键词:UCC3895;PIC;智能充电器


    0 引言
        现代通讯设备、电子产品、电动车辆、UPS等普遍采用蓄电池作为电源,然而多数充电设备功能单一,通用性差,维护质量低,导致产品的使用效率大大降低。本文采用UCC3895和PIC单片机,针对常用的铅酸蓄电池,设计开发了一种智能充电器。
        UCC3895是TI公司生产的专用于PWM移相全桥DC/DC变换的新型控制芯片,可工作于电压模式,也可工作于电流模式,并且可实现输出脉冲占空比从0到100%相移控制,软启动和软停止可按要求进行调节;内置7MHz带宽的误差比较放大器;具有完善的限流及过流保护、电源欠压保护,基准欠压保护、软启动和软停止等功能。
        PICl6F917型单片机与UCC3895共同组成控制器部分,相对于仅使用单片机作为控制器的方式,具有响应速度快,控制精度高,软件设计简单,运行稳定等优点。


    l 总体结构
        如图l,充电器的供电部分采用开关电源,其输入为220V交流市电,整流滤波后,一部分为控制电路的数字器件提供辅助工作电源和参考电压,另一部分经全桥逆变转换为高频交流电,再进行高频整流滤波,为蓄电池提供0~60V脉冲直流电。PIC与UCC3895配合构成闭环控制电路,通过比较用户设定值和采样得到的反馈值,在充电过程中的不同阶段对逆变器进行PWM控制,同时PIC完成显示和报警等功能。

    基于UCC3895与PIC单片机的智能充电器的设计

    2 硬件设计
        1)主电路设计
        如图2,充电主电路采用移相控制全桥ZVT—PWM变换技术,利用功率MOS管的输出电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件,使FB—PWM变换器四个开关管依次在零电压下导通,实现恒频软开关,减少了开关损耗,可保证变压器效率达80—90%,并且不会发生开关应力过大的问题。

    基于UCC3895与PIC单片机的智能充电器的设计

        2)控制电路设计
        控制电路分为两部分。第一部分为前级控制器,由UCC3895及其外围电路组成,用来生成PWM脉冲,实现对开关管的控制。第二部分为后级控制器,由PIC和TLV5618及其外围电路组成,实现用户设定、采样、显示、计时、报警、主电路通断等充电过程的管理功能。

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