开关型铅酸蓄电池智能充电器方案

2012-07-16 14:23:27来源: 互联网
2.1 电压电流控制回路与电池充电逻辑状态电路

  对小容量蓄电池充电器可采用线性串联调整管来控制充电电流, 而对于开关型充电器, UC3906铅酸蓄电池充电控制集成电路具有充电电压控制和充电逻辑状态控制的功能, 并能提供充电的温度补偿控制功能。

  蓄电池两端的分压电阻监控蓄电池电压, 分压电阻的阻值确定浮充电压、过充电压和涓流充电门限电压。差动电流取样比较器产生过充电状态的转换信号, 电压放大器放大补偿电压回路的信号。

  在温度为25 ℃, Uref值为2.3 V时:

  过充电压:

  

 

  浮充电压:

  

 

  过充转换电压:U12=0.95Uoc=28.03 V

  浮充转换电压:U13=0.9UF=24.8 V

  最大充电电流:

  

 

  过充终止电流:

  

 

  2.2 开关型电流源控制回路

  输入电压( 35 /50 V) 经10 kΩ电阻与1N4744稳压管组成的稳压电路稳压后, 又经TIP31晶体管射随器输出+14 V电压, 作为控制电路的电源电压。

  PWM频率设定为100 kHz, 以减小输出滤波器的体积, 蓄电池充电电流从0.1 Ω/5 W电阻上取样, 差动放大增益为5。

  开关型电流源控制回路的性能对充电状态控制转换有很大的影响, 在大电流快速充电状态下, 充电器要能提供最大的充电电流; 在浮充状态下, 充电器输出电流很小。因此, 充电器电流控制回路的增益变化范围应大于60 db, 采用普通的峰值电流反馈很难满足要求, 24 V20 Ah铅酸蓄电池开关型充电器采用平均电流反馈回路见图4.它比峰值电流反馈控制相对复杂, 利用平均电流反馈控制回路可以使充电器电路在以下几方面有所改进: ①由于误差放大在较低工作频率范围内的高增益, 从而使闭环电流的控制精度得到了提高; ②在大电流充电的工作状态下, 当电感电流不连续时, 可以改善大电流输出级的非线性; ③可以提高充电器电路在很小的脉冲占空比工作条件下的抗开关峰值噪声的能力。

  

平均电流反馈电路图

 

  图4 平均电流反馈电路

  电流控制回路选用UC3823PWM控制器, 因为它在非常小的脉冲占空比到100%的脉冲占空比的变化范围内能够线性工作; UC3823PWM控制器的带宽和电路结构完全满足平均电流控制回路的要求; UC3823PWM控制器输出驱动级与开关电流源输出功率级连接简单。运放当作差动放大器使用,用以检测开关电流源的输出电流, 并把该电流信号变换为适当的电压信号。

  2.3 功率输出级

  功率输出级采用降压式开关电流源。为了简化UC3823的高端驱动电路, 输出开关管采用直接耦合P沟道MOSFET.流入MOSFET的开关电流提供极电荷, 使MOSFET导通, 接在栅极与源极的稳压管将栅极电压限制在12 V.PNP管的作用是释放栅极电荷, 从而使MOSFET加速关断。在续流二极管两端加入RC缓冲器, 可以抑制电路寄生参数引起的高频自激振荡。在输出电路中加入整流管, 可以避免在电源中断后蓄电池组对充电器放电。

  3 结论

  1) UC3906内部基准电压的温度系数与铅酸蓄电池的温度系数相同, 从而保证了蓄电池在较宽的温度范围内实现蓄电池的精确快速充电, 且不会过充影响蓄电池寿命。

  2) UC3823PWM控制器在非常小的脉冲占空比到100%的脉冲占空比的变化范围内能够线性工作;UC3823PWM控制器的带宽和电路结构完全满足平均电流控制回路的要求。

关键字:开关型  铅酸蓄电池  智能充电器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0716/article_16444.html
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