基于单片机的电动汽车多功能充电系统设计

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      由于石油危机和日益严重的环境污染,电动汽车发展已经是大势所趋。蓄电池为电动汽车提供动力,而蓄电池充电性能直接影响蓄电池的使用和寿命,蓄电池一般分为铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。由于蓄电池种类繁多且容量不一,不同种类和容量的蓄电池往往需要不同的充电器匹配,如果蓄电池的充电器匹配不好会出现过充过热等不安全现象,从而影响蓄电池的正常使用并缩短蓄电池寿命。因此,设计一款基于单片机控制的能为各类蓄电池充电的多功能充电系统是十分必要的。多功能充电系统能快速稳定地为不同类型和不同容量的蓄电池充电,我们在软件上针对不同类型的蓄电池设计了相应的充电方法,使每种蓄电池都能在最佳充电方法下充电。对于不同容量的蓄电池,在选择好充电方法时只要设定充电参数即可快速稳定地为蓄电池充电。

      1 硬件电路设计

      本系统采用移相全桥软开关电路,即将Boost电路与全桥变换器合成一起组成单级PFC电路,该电路结构简单、效率高,可以实现对输入电流的整定,又可以工作在较大功率场合,发挥了全桥电路的优势。

      系统主要由充电主电路和充电控制回路组成,图1为多功能充电系统硬件原理图。

    多功能充电系统硬件原理图

     1.1 系统工作原理

      本设计采用了开关电源技术,最大功率为3500W,先将220V单相工频交流电,经4个二极管组成全桥电路进行整流,再经过大电容滤波得到300V左右的直流电,此时直流电中纹波较大。直流电通过由4个绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的全桥逆变器,得到电压可调的高频交流电,经高频变压器耦合到副边,再经全桥整流,最后经电感电容滤波得到纹波很小的直流电为蓄电池充电。多功能充电系统能为不同类型的蓄电池及容量不同的蓄电池充电,其充电过程中的充电电压、电流通过单片机实时控制,整个充电系统为反馈控制系统,单片机通过实时检测充电过程中的电流、电压及温度监测整个充电过程,有效地避免了充电过程中过流、过压及过热现象,使充电过程安全稳定地进行。

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