一种智能型全自动快速充电机的设计

一种智能型全自动快速充电机的设计
一种智能型全自动快速充电机的设计

一种智能型全自动快速充电机的设计

1 充电机的现状

目前,矿用电机车蓄电池的充电,无论是恒流充电、恒压充电或是先恒流再恒压的分段式充电,都有一个共同的问题,就是这种小电流慢充方式,蓄电池初充需70小时以上,进行普通充电也需10小时以上,这种充电方式在充电过程的初期,充电电流远小于蓄电池可接受的充电电流,因而拉长了充电时间,造成电能的浪费。而在充电过程的后期,充电电流又大于蓄电池可接受的电流,蓄电池内部温度升高,产生大量析气,并形成内部硫化结晶,大大缩短了蓄电池的循环使用寿命,甚至有可能永久性地损坏电池。这不仅造成了浪费,也增加了对环境的污染。同时,这种传统充电机采用变压器变压整流,可控硅控制的途径,技术落后,设备笨重,可靠性也差。

美国科学家马斯通过对铅酸蓄电池的大量试验研究,提出了一条铅酸蓄电池可接受的充电电流曲线。在充电过程的初期,蓄电池可接受的充电电流很大。随着充电过程的延续,充电电流逐渐按指数规律减小。让充电机的充电电流按这样一条理想电流曲线变化,就可以最大限度的提高充电效率。同时,试验表明,采用脉冲式的充电方式是消除各种极化现象,提高充电速度,延长蓄电池循环使用寿命的有效途径。这种充电方式是在对蓄电池充电的过程中适时暂停充电,并适当加入放电脉冲。当电池充电停止时,电池的欧姆极化消失,浓差极化和电化学极化减弱。若能在电池充电过程中让其反向放电,则极化现象迅速消失,电池内部温度也会因放电而得到有效控制。脉冲电流充放电对电池极板有加强其韧性的效果,可以大大提高蓄电池的循环使用寿命。同时,由于电池极化现象的消失,脉冲电流又可以深层次地激活电池内部的活性物质,从而大幅度提高蓄电池的充电有效容量。

当前,带有自适应控制技术的脉冲式充电机已成为矿用电机车充电机的主要发展方向。因此,开发新一代的智能快速充电机不仅可以提高充电效率,降低使用单位的运营成本,同时也具有节能、环保等诸方面的社会意义。

2 一种智能型全自动快速充电机

2.1 电气原理

充电机电气原理框图见图1。电气原理分为三大部分,即逆变主通道、检测控制单元和对话单元(显示操作单元)。

逆变主通道将380 V交流电源变换为可对电池进行充电的可控直流电源,由输入回路、工频整流滤波电路、移相全桥(ZVT-PWM)变换电路、高频整流电路滤波电路、输出回路及放电回路组成。

输入回路即供电回路,在非运行状态时,可切断主通道电源。输入回路设计有软启动功能,避免启动冲击对回路元件造成的损伤。

工频整流滤波电路将380 V交流电整流为约550 V的直流电,如图2所示。

移相全桥功率变换电路是主通道的核心,完成从直流到交流再到直流的变换。如图3所示。通过改变桥臂IGBT控制信号的相位,来改变耦合到高频变压器的波形宽度,从而改变输出给被充电池的电流、电压值。

高频整流滤波电路将高频变压器副边的高频交流电,整流为电池充电要求的平滑直流电。

输出开关电路在非充电状态下保证主通道与被充电池的隔离,防止发生反接造成的危险。

放电电路实现"充-停-放-停-充"的充电方式,从而改善电池的充电效果和恢复电池的性能。此外,还可以对电能未消耗完的待充电池进行放电处理。

控制单元接收来自对话单元给定的参数和命令,并通过对主通道各相关参数的实时检测,动态控制主通道的工作,实现要求的充电功能和充电进程。同时为设备提供多种保护。

控制单元采用最新嵌入式内核芯片ARM设计。采集模拟量为:4路温度、输出电流、放电电流、输出电压和电池电压。控制量为:输入开关、软启动、输出开关、输出电容放电和ZVT-PWM变换控制等

控制单元与对话单元之间为RS232全双工通信。控制单元接收来自对话单元的各种控制命令,并向对话单元实时发送数据。

对话单元是整机操作平台,接收并实现操作者的各种工作指令,完成各种工作方式的参数设定、记忆及各种动静态参数显示。对话单元由控制芯片、LCM、参数存储器和操作按键组成。

当充电机进入工作状态时,设备首先进行自检。自检项目包括充电电池是否反接、主通道各部分是否正常。

自检结果将发送给对话单元。

自检正常时,设备处于待命状态,准备接收由对话单元发来的各种命令及参数,并按要求开始相应的工作进程。

自检故障时,对话单元显示故障编号,等待检修。

2.2 工作方式

智能型全自动快速充电机设计了三种工作方式:便捷方式、智能方式和放电方式。

便捷方式。一种常规的恒流限压定时充电工作方式,此方式工作时,充电机以设定电流向负载电瓶恒流充电,当充电电压达到限制电压时,电压不再上升,而充电电流逐渐减小。当充电时间达到设定时间时,充电机自动结束充电过程。此种模式充电,电流不宜超过100 A,否则电瓶不易充满,且析气量大。

智能方式。一种针对不同规格型号的电池采取不同整定参数充电的工作方式。而对每一种电池又有三种充电模式,即初充模式、恒流模式和快速模式。

a.初充模式。为两阶段的定电流、定时间的自动充电方式。主要为新电池初充设计。此模式充电,两阶段电流均不宜过大,

b.恒流模式。开始充电时为恒流工作,当电压升高到设定值时转入稳压工作,当充电时间达到设定时间或充电容量满时自动停止充电,这是基本进程。当充电时间足够长时,基本进程会叠加周期性的放电脉冲,叠加后的充电过程为"充-停-放-停-充"。

c.快速模式。快速模式包含三个顺序阶段:恒流、恒压和小电流维持。恒流段以大电流充电为特征,当充电量达到设定容量或充电时间达到设定值或电压升至限定值时结束,转入恒压段。恒流段可使电瓶恢复80%左右的容量。恒压段则维持恒流充电结束时的电压,而电流逐渐减小,当恒压充电达到设定时间时,

自动转入维持充电过程。快速模式和恒流模式一样,当充电时间足够长时,基本进程会叠加周期性的放电脉冲,叠加后的充电过程为"充-停-放-停-充"。恒压过程结束时,电瓶容量可恢复95%以上。当充电进程转入维持充电过程时,脉冲叠加停止。放电方式是为人工对电瓶放电而设计的功能。进入该方式时,电瓶按照设定电流放电,当电瓶电压降到设定值时自动停止放电。

2.3 技术性能和参数

1)额定输入电压:380 VAC±10%50 Hz;

2)额定输出功率:30 kW;

3)直流输出电流:5-200 A;

4)直流输出电压:30~300 V;

5)工作模式:三种,便捷充电、智能充电和自动放电。智能充电模式分为三种充电方式,即初充方式、恒流方式和快速方式;

6)具有自检功能;

7)具有电池反接保护功能;

8)具有过流、过载、短路和超温等保护功能;

3 结语

本设计以大功率IGBT为核心,嵌入先进的智能控制系统,在充电过程中实时检测电池的充电情况,自动调整充电参数,实现最佳的模式控制。通过"充-停-放-停-充"的脉冲充电方式,实现了可控的去极化功能和最佳的充电工艺要求,提高了充电效率和电池的充电容量,延长了电池的使用寿命,同时设备还具有自检及多种保护功能,有着广阔的应用前景。

锂离子电池智能充电器硬件方案

锂离子电池智能充电器硬件方案

锂离子电池智能充电器硬件的设计 锂离子电池具有较高的能量重量和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命长,价格也越来越低。一个良好的充电器可使电池具有较长的寿命。利用C8051F310单片机设计的智能充电器,具有较高的测量精度,可很好的控制充电电流的大小,适时的调整,并可根据充电的状态判断充电的时间,及时终止充电,以避免电池的过充。 本文讨论使用C8051F310器件设计锂离子电池充电器的。利用PWM脉宽调制产生可用软件控制的充电电源,以适应不同阶段的充电电流的要求。温度传感器对电池温度进行监测,并经过AD转换和相关计算检测电池充电电压和电流,以判断电池到达哪个阶段。使电池具有更长的使用寿命,更有效的充电方法。 设计过程 1 充电原理 电池的特性唯一地决定其安全性能和充电的效率。电池的最佳充电方法是由电池的化学成分决定的<锂离子、镍氢、镍镉还是SLA电池等)。尽管如此,大多数充电方案都包含下面的三个阶

段: ● 低电流调节阶段 ● 恒流阶段 ● 恒压阶段/充电终止 所有电池都是经过向自身传输电能的方法进行充电的,一节电池的最大充电电流取决于电池的额定容量也能够用1/50C(20mA>或更低的电流给电池充电。尽管如此,这只是一个普通的低电流充电方式,不适用于要求短充电时间的快速充电方案。 现在使用的大多数充电器在给电池充电时都是既使用低电流充电方式又使用额定充电电流的方法,即容积充电,低充电电流一般使用在充电的初始阶段。在这一阶段,需要将会导致充电过程终止的芯片初期的自热效应减小到最低程度,容积充电一般见在充电的中级阶段,电池的大部分能量都是在这一阶段存储的。在电池充电的最后阶段,一般充电时间的绝大部分都是消耗在这一阶段,能够经过监测电流、电压或两者的值来决定何时结束充电。同样,结束方案依赖于电池的化学特性,例如:大多数锂离子电池充电器都是将电池电压保持在恒定值,同时检测最低电

电子设计自动化实验报告

江苏大学京江学院Array JINGJIANG COLLEGE OF J I A N G S U U N I V E R S I T Y 课程实验报告 电子设计自动化实验报告 班级: 学号: 姓名:

实验一半加器和全加器的设计 一、实验目的 1. 进一步熟悉Max+PlusII软件的使用 2. 学习用图形输入方式和VHDL语言输入方式设计数字电路 3. 学习用元件例化语句进行结构化设计 二、实验内容 1. 用图形方式设计一位半加器 2.用VHDL语言设计一位半加器 3.用图形方式设计全加器 4.用元件例化方式设计全加器 三、设计实现 1. 用图形方式设计一位半加器

原理图: 仿真波形: 2.用VHDL语言设计全加器 原理图: 源程序: LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY or2 IS PORT(a,b:IN STD_LOGIC;c:OUT STD_LOGIC); END ENTITY or2; ARCHITECTURE fu1 OF or2 IS BEGIN c<=a OR b; END ARCHITECTURE fu1; ---半加器描述 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY half_adder IS

PORT(a,b:IN STD_LOGIC;s,c:OUT STD_LOGIC); END ENTITY half_adder ; ARCHITECTURE fu1 OF half_adder IS BEGIN s<=a XOR b; c<=a and b; END ARCHITECTURE fu1; --1位二进制全加器顶层设计描述 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY f_adder IS PORT( A,B,Cin :IN STD_LOGIC;sum,cout :OUT STD_LOGIC;); END ENTITY f_adder IS COMPONENT h_adder2; PORT( a,b:IN STD_LOGIC; c,s :OUT STD_LOGIC); END COMPONENT; COMPONENT or2 PORT( a,b :IN STD_LOGIC; c :OUT STD_LOGIC); END COMPOMENT; SINGNAL d,e,f : STD_LOGIC; BEGIN u1 :h_adder2 PORT MAP( A,B,d,e); u2 :h_adder2 PORT MAP(d,Cin,f,sum); u3 : or2 PORT MAP(e,f,cout); END ARCHTECTURE fd1; 仿真波形: 实验二四选一数据选择器的设计 一、实验目的 1. 进一步熟悉Max+PlusII软件的使用 2. 学习VHDL语言中顺序语句和并行语句的使用

锂电池充电电路

所有的 输入关键字 联系我们 | TI 全球网站: 中国 (简体中文) | my.TI 登录 返回目录页 先进的锂电池线性充电管理芯片BQ2057及其应用 北京理工大学机电工程学院 魏维伟 李杰 摘要:本文介绍美国TI 公司生产的先进锂电池充电管 理芯片BQ2057,利用BQ2057系列芯片及简单外围电 路可设计低成本的单/双节锂电池充电器,非常适用于 便携式电子仪器的紧凑设计。本文将在介绍BQ2057 芯片的特点、功能的基础上,给出典型充电电路的设 计方法及应用该充电芯片设计便携式仪器的体会。 关键词:锂电池 充电器 BQ2057 1 引言 BQ2057系列是美国TI 公司生产的先进锂电池充电管 理芯片,BQ2057系列芯片适合单节(4.1V 或4.2V)或 双节(8.2V 或8.4V)锂离子(Li-Ion)和锂聚合物(Li-Pol) 电池的充电需要,同时根据不同的应用提供了MSOP 、 TSSOP 和SOIC 的可选封装形式,利用该芯片设计的 充电器外围电路及其简单,非常适合便携式电子产品 的紧凑设计需要。BQ2057可以动态补偿锂电池组的内 阻以减少充电时间,带有可选的电池温度监测,利用 电池组温度传感器连续检测电池温度,当电池温度超 出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。内部集成的 恒压恒流器带有高/低边电流感测和可编程充电电流, 充电状态识别可由输出的LED 指示灯或与主控器接 口实现,具有自动重新充电、最小电流终止充电、低 功耗睡眠等特性。 2.功能及特性 2.1 器件封装及型号选择 BQ2057系列充电芯片为满足设计需要,提供了多种可 选封装及型号,其封装形式如图2-1所示,有MSOP 、

电动汽车充电机(站)设计

电动汽车充电机(站)设计 目录 绪论 (1) 第1章电动汽车充电站结构及运行 (3) 1.1电动汽车充电站建设的现状 (3) 1.2充电站服务对象 (4) 1.2.1电动汽车种类 (4) 1.2.2电动汽车运行特点 (5) 1.3电能补给方式 (6) 13.1电能补给方式 (6) 1.3.2电动汽车的充电需求 (6) 13.3电能补给方式的选择 (7) 1.4充电站功能 (8) 1.4.1充电站配电系统 (9) 1.4.2充电站充电系统 (9) 1.4.3充电站电池调度系统 (11) 1.4.4充电站监控系统 (11) 1.5充电站总体结构 (12)

1.6充电站建设方案 (13) 1.6.1充电站设计要考虑的因素 (13) 1.6.2充电站建设方案 (14) 1.6.3 小结 (17) 1.7充电站运作流程 (18) 1.7.1电池更换方式的运作流程 (18) 1.7.2整车充电方式的运作流程 (20) 1.7.3电池充电的运作流程 (20) 1.7.4电池维护的运作流程 (21)

1.7.5充电站的整体运作流程 (22) 1.7.6 小结 (23) 1.8充电网络管理 (23) 1.8.1充电站服务项目 (24) 1.8.2充电站管理 (24) 1.8.3充电网络的构建和管理 (24) 1.9设计举例?某变电所电力工程车充电站建设方案 (26) 1.9.1某供电所电力工程车简况 (26) 1.9.2电池容暈 (26) 1.9.3充电时间 (27) 1.9.4充电机的选择 (28) 1.9.5配电系统设计 (28) 1.9.6充电站布局 (29) 1.9.7充电站规模 (31) 1.10总结和建议 (32) 第2章电动汽车充电机设计及其试验 (34) 2.1电动汽车充电机现状 (34) 2.2充电机的电气参数及其技术指标建议 (35) 2.3充电机的性能及其技术要求建议 (36) 2.4充电机连接器设计建议方案 (38) 2.5充电机功能模块及其推荐方案 (39) 2.5.1输入整流装置 (39) 2.5.2DC/CD 变换器 (39) 2.5.3驱动脉冲生成、调节及保护系统 (40) 2.5.4单片机(CPU)控制系统 (40) 2.5.5人机接口 (40)

了解一下锂电池充电IC的选择方案

随着手持设备业务的不断发展,对电池充电器的要求也不断增加。要为完成这项工作而选择正确的集成电路 (IC),我们必须权衡几个因素。在开始设计以前,我们必须考虑诸如解决方案尺寸、USB标准、充电速率和成本等因素。必须将这些因素按照重要程度依次排列,然后选择相应的充电器IC。本文中,我们将介绍不同的充电拓扑结构,并研究电池充电器IC的一些特性。此外,我们还将探讨一个应用和现有的解决方案。 锂离子电池充电周期 锂离子电池要求专门的充电周期,以实现安全充电并最大化电池使用时间。电池充电分两个阶段:恒定电流 (CC) 和恒定电压 (CV)。电池位于完全充满电压以下时,电流经过稳压进入电池。在CC模式下,电流经过稳压达到两个值之一。如果电池电压非常低,则充电电流降低至预充电电平,以适应电池并防止电池损坏。该阈值因电池化学属性而不同,一般取决于电池制造厂商。一旦电池电压升至预充电阈值以上,充电便升至快速充电电流电平。典型电池的最大建议快速充电电流为1C(C=1 小时内耗尽电池所需的电流),但该电流也取决地电池制造厂商。典型充电电流为~0.8C,目的是最大化电池使用时间。对电池充电时,电压上升。一旦电池电压升至稳压电压(一般为4.2V),充电电流逐渐减少,同时对电池电压进行稳压以防止过充电。在这种模式下,电池充电时电流逐渐减少,同时电池阻抗降低。如果电流降至预定电平(一般为快速充电电流的10%),则终止充电。我们一般不对电池浮充电,因为这样会缩短电池使用寿命。图1 以图形方式说明了典型的充电周期。 线性解决方案与开关模式解决方案对比 将适配器电压转降为电池电压并控制不同充电阶段的拓扑结构有两种:线性稳压器和电感开关。这两种拓扑结构在体积、效率、解决方案成本和电磁干扰(EMI) 辐射方面各有优缺点。我们下面介绍这两种拓扑结构的各种优点和一些折中方法。 一般来说,电感开关是获得最高效率的最佳选择。利用电阻器等检测组件,在输出端检测充电电流。充电器在CC 模式下时,电流反馈电路控制占空比。电池电压检测反馈电路控制CV 模式下的占空比。根据特性集的不同,可能会出现其他一些控制环路。我们将在后面详细讨论这些环路。电感开关电路要求开关组件、整流器、电感和输入及输出电容器。就许多应用而言,通过选择一种将开关

锂电池充电器的设计毕业设计

毕业设计课题名称:锂电池充电器的设计

总目录 第一部分任务书 第二部分开题报告 第三部分毕业设计正文

第一部分 任 务 书

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

智能充电宝报告

实 习 报 告 实习名称:测控综合大实习 实习内容:智能充电宝设计 姓名: 学号: 专业:测控技术与仪器 学期: 2013-2014 第一学期 任课教师: 实习地点:校内 实习时间: 2013.12 -2014.1 智能充电宝 摘要:现如今,大屏智能手机,平板电脑,笔记本电脑,数码相机等,功能日益多样化,使用也更加频,特别是外出旅游时又是这些终端设备的使用高峰期,

使用频繁带来的电量不够用,于是移动电源充电宝应运而生。虽然手机因品牌,型号等各有不同,但目前市场上的主要多功能性充电宝,都配置有标准的USB 输出,基本能满足目前市场常见的移动设备手机,MP3,MP4,蓝牙耳机,数码相机等数码产品。 本论文将以MSP430和充电芯片MAX1898为基础设计一款手机理电池智能充电宝。首先MAX1898对锂电池进行充电,再接入升压电路、电池保护电路,通过开关切换使终端输出不同电压,充电完成报警引脚以及充电断开控制引脚均用单片机来进行控制,并显示充电状态和充电进度。 关键字:充电宝终端报警控制 Abstract: Now, the big screen intelligent mobile phone, tablet computer, notebook computer, digital camera, functional diversification and the use is more frequency.The terminal equipment using peak when the tourist season. With the frequent use of power brought is not enough, the charging mobile being produced.Although mobile phone is different because of the brand, model , but currently mainly multifunctional charging Po, are equipped with a standard USB output on the market, can basically meet the current market common mobile equipment such as mobile phone, MP3, MP4, Bluetooth headsets, digital cameras and other digital products. This paper will design a Intelligent charging Po based on Single chip microcomputer MSP430 and charging chip MAX1898 .First MAX1898 charging the lithium battery , then access to boost circuit and battery protection circuit.Through the switch terminal output different voltage. Charging complete alarm pin and charging disconnect control pins are regulated by single-chip microcomputer ,and display the state of charge and charging schedule. Key word:charge pal terminal alarming control 目录 第一章绪论

BQ2057锂电池充电器原理

摘要:本文介绍美国TI 公司生产的先进锂电池充电管理芯片BQ2057,利用BQ2057系列芯片及简单外围电路可设计低成本的单/双节锂电池充电器,非常适用于便携式电子仪器的紧凑设计。本文将在介绍BQ2057芯片的特点、功能的基础上,给出典型充电电路的设计方法及应用该充电芯片设计便携式仪器的体会。 关键词:锂电池 充电器 BQ2057 1 引言 BQ2057系列是美国TI 公司生产的先进锂电池充电管理芯片,BQ2057系列芯片适合单节(4.1V 或4.2V)或双节(8.2V 或8.4V)锂离子(Li-Ion)和锂聚合物(Li-Pol)电池的充电需要,同时根据不同的应用提供了MSOP 、TSSOP 和SOIC 的可选封装形式,利用该芯片设计的充电器外围电路及其简单,非常适合便携式电子产品的紧凑设计需要。BQ2057可以动态补偿锂电池组的内阻以减少充电时间,带有可选的电池温度监测,利用电池组温度传感器连续检测电池温度,当电池温度超出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。内部集成的恒压恒流器带有高/低边电流感测和可编程充电电流,充电状态识别可由输出的LED 指示灯或与主控器接口实现,具有自动重新充电、最小电流终止充电、低功耗睡眠等特性。 2.功能及特性 2.1 器件封装及型号选择 BQ2057系列充电芯片为满足设计需要,提供了多种可选封装及型号,其封装形式如图2-1所示,有MSOP 、TSSOP 和SOIC 三种封装形式。其型号如表2-1所示,有BQ2057、BQ2057C 、BQ2057T 和BQ2057W 四种信号,分别适合4.1V 、4.2V 、8.2V 和8.4V 的充电需要。 BQ2057的引脚功能描述如下: VCC (引脚1):工作电源输入; TS (引脚2):温度感测输入,用于检测电池组的温度; STA T(引脚3):充电状态输出,包括:充电中、充电完成和温度故障三个状态; VSS (引脚4):工作电源地输入; CC (引脚5):充电控制输出; COMP(引脚6):充电速率补偿输入; SNS (引脚7):充电电流感测输入; BAT (引脚8):锂电池电压输入; 2.2 充电状态流程 BQ2057的充电状态流程如图2-3所示,其充电曲线如图2-2所示,BQ2057的充电分为三个阶段:预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。 元件型号 充电电压 BQ2057 4.1V BQ2057C 4.2V BQ2057T 8.2V BQ2057W 8.4V

智能型充电器的电源和显示的设计论文

前言 随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控,以缩短充电时间、达到最大的电池容量,并防止电池损坏。AVR 已经在竞争中领先了一步,被证明是下一代充电器的完美控制芯片。Atmel AVR 微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC的最高效的8 位RISC 微处理器。由于程序存储器为Flash,因此可以不用象MASK ROM一样,有几个软件版本就库存几种型号。Flash 可以在发货之前再进行编程,或是在PCB贴装之后再通过ISP 进行编程,从而允许在最后一分钟进行软件更新。EEPROM 可用于保存标定系数和电池特性参数,如保存充电记录以提高实际使用的电池容量。10位A/D 转换器可以提供足够的测量精度,使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案为了达到此目的,可能需要外部的ADC,不但占用PCB 空间,也提高了系统成本。AVR 是目前唯一的针对像“C”这样的高级语言而设计的8 位微处理器。C 代码似的设计很容易进行调整以适合当前和未来的电池,而本次智能型充电器显示程序的编写则就是用C语言写的。

第一章概述 第一节绪论 1.1.1课题背景 如今,随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控,以缩短充电时间、达到最大的电池容量,并防止电池损坏。与此同时,对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。从20世纪60年代的商用镍镉和密封铅酸电池到近几年的镍氢和锂离子技术,可充电电池容量和性能得到了飞速的发展。目前各种电器使用的充电电池主要有镍镉电池(NiCd)、镍氢电池(NiMH)、锂电池(Li-Ion)和密封铅酸电池(SLA)四种类型。 电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的化学物质的不同,电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电。 目前,市场上卖得最多的是旅行充电器,但是严格从充电电路上分析,只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器,随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电,因此,需要对充电过程进行更精确地监控(例如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控),以缩短充电时间,达到最大的电池容量,并防止电池损坏。因此,智能型充电电路通常包括了恒流/恒压控制环路、电池电压监测电路、电池温度检测电路、外部显示电路(LED或LCD显示)等基本单元。其框图如下:

万能充电器结构设计

万能充电器结构设计 手机充电器开发目录 一、方案定向 二、基本规格要求书的制作 三、ID 的确认 四、结构建模 1.资料的汇总 2.构思拆件 3.外观件的绘制 4.初步拆件 5.PCB 设计指引制作 6.拆件效果图的确认 五、结构设计 ㈠主体:面底壳 1.止口线的制作 2.螺丝柱的结构 3.主扣的分布 4.与透明盖装配位置的结构设计 5.接触片的避空槽的设计 6.与胶垫或海绵垫等装配位置的结构设计 https://www.360docs.net/doc/fd8826775.html,B 的固定结构 8.连接片尾部的避空口设计 9.插头安装的设计 10.散热窗,贴主标的位置,支撑凸点的设计 11.PCBA板的固定结构 ㈡透明盖 1.接触片、连接片的固定结构 2.接触片接触头的避空口设计 3.与主体装配的常用结构 4.压紧电池的装置设计 ㈢充电器夹紧力产生装置的结构设计 ㈣其他零配件的设计。 六、结构手板的制作与验证 七、结构设计优化 八、结构评审 九、开模评审 十、开模期间的项目跟进 十一、报价资料的整理 十二、试模与改模 十三、试产 十四、量产 手机充电器简介 手机充电器主要按照使用的方式进行分类。手机充电器大致可以分为座式充电器、旅行充电器和车载充电器。 * 座式充电器。这类充电器一般多为慢充模式,充电时间较长,大约为4~5 小时。 * 旅行充电器。大多数手机标准配置中只有旅行充电器。旅行充电器和座式充电器对电池充电的效果是一样的。这类充 电器携带方便,对于经常出外旅行的人来说比较合适,它一般是快速充电方式,充电时间为2~3 小时,旅行充电器基本 都具有充满自停的功能,对手机不会有任何不良影响。 * 车载充电器。这类充电器可以方便用户在汽车上为手机充电。其原理是采用汽车点烟器的电流电压12-24V,经“车

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电子设计自动化课程设计报告

学生姓名: 学号: 课设题目: VGA彩条信号显示控制器设计同组人:

电子设计自动化课程设计报告 郝欣欣 一、课程设计内容 1、使用Verilog语言和Modelsim仿真器完成可显示横彩条、竖彩条、棋盘格相间的VGA控制器的设计和验证 2、设计并验证可显示英语单词”HIT”的VGA 控制器 3、使用Quartus II和SOPC实验箱验证设计的正确性 4、Verilog代码要符合微电子中心编码标准 二、FPGA原理 CPLD、FPGA是在PAL、GAL等基础上发展起来的一种具有丰富的可编程I/O 引脚、逻辑宏单元、门电路以及RAM空间的可编程逻辑器件,几乎所有应用门阵列、PLD和中小规模通用数字集成电路的场合均可应用FPGA和CPLD器件。CPLD的设计是基于乘积项选择矩阵来实现的,而FPGA基于查找表来设计的。查找表就是实现将输入信号的各种组合功能以一定的次序写入RAM中,然后在输入信号的作用下,输出特定的函数运算结果。其结构图如图1所示: 图1. FPGA查找表单元 一个N输入查找表(LUT,Look Up Table)可以实现N个输入变量的任何逻辑功能,如N输入“与”、N输入“异或”等。

输入多于N个的函数、方程必须分开用几个查找表(LUT)实现(如图2 所示)。 图2 FPGA查找表单元内部结构 该系统设计中,FPGA芯片用的是ALTERA公司的EP1K30QC208-2,它的系统结构如图3所示。它由若干个逻辑单元和中央布线池加I/O端口构成

图3 EP1K30QC208内部结构 三、VGA接口 VGA的全称为Video Graphic Array,即显示绘图阵列。在PC行业发展的初期,VGA以其支持在640X480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度,同时在320X240分辨率下可以同时显示256种颜色的良好特性得到广泛支持。后来,厂商们纷纷在VGA基础上加以扩充,如将显存提高至1M并使其支持更高分辨率如800X600或1024X768,这些扩充的模式就称之为VESA(Video Electronics Standards Association,视频电子标准协会)的Super VGA模式,简称SVGA,现在的显卡和显示器都支持SVGA模式。 图4 VGA接口 VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,也叫D-Sub接口。VGA接口是一种D型接口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数的显卡都带有此种接口。 表1 VGA管脚定义 管脚定义 1 红基色 red 2 绿基色 green 3 蓝基色 blue 4 地址码 ID Bit 5 自测试 (各家定义不同)

基于单片机的锂电池智能充电器的设计

基于AVR的锂电池智能充电器的设计与实现 1 引言 锂电池闲其比能量高、自放电小等优点,成为便携式电子设备的理想电源。近年来,随着笔记本电脑、PDA,无绳电话等大功耗大容量便携式电子产品的普及,其对电源系统的要求也日益提高。为此,研发性能稳定、安全可靠、高效经济的锂电池充电器显得尤为重要。 本文在综合考虑电池安全充电的成本、设计散率及重要性的基础上,设计了一种基于ATtiny261单片机PWM控制的单片开关电源式锂电池充电器,有效地克服了一般充电器过充电、充电不足、效率低的缺点,实现了对锂电池组的智能充电,达到了预期效果。该方案设计灵活,可满足多种型号的锂电池充电需求,且ATtiny261集成化的闪存使其便于软件调试与升级。 2 锂电池充电特性 锂电池充电需要控制它的充电电压,限制其充电电流。锂电池通常都采用三段充电法,即预充电、恒流宽电和恒压充电。锂电池的充电电流通常应限制在1C(C为锂电池的容量)一下,单体充电电压一般为4.2V,否则可能由于电聪过高会造成键电池永久性损坏。 预充电主要是完成对过放的锂电池进行修复,若电池电压低于3V,则必须进行预充电,否刚可省略该阶段。这也是最普遍的情况。在恒流阶段,充电器先给电池提供大的恒定电流,同时电池电压上升,当魄池电压达到饱和电压对,则转入憾压充电,充电电压波动应控制在50mV以内,同时充电电流降低,当电流逐渐减小到规定的值时,可结束充电过程。电池的大部分电能在惯流及恒压阶段从充电器流入电池。曲上可知,充电器实际上是一个精密电源,其电流电压都被限制在所要求的范围之内。 3 硬件电路设计 该系统在电路设计上主要由单片开关电源、控制电路及保护电路三部分组成。 3.1单片开关电源 单片开关电源负责将电能转化为电池充电所需要的形式,构成了充电器的主要功率转换方式。与传统线性充电器大损耗、低效率的缺点相比,由美国Power Integrations公司的TNY268P构成的单片开关电源,其输入电压范围宽(85265VAC)、体积小、重量轻、效率高,其有调压、限流、过热保护等功能,特别适合于构成充电电源。其原理图如图1所示。 图1单片开关电源 该电源采用配稳压管的光藕反馈电路实现15V的低压直流输出,当输出电压发生变化时,通过线性光藕PC817的发光管的电流发生相应的变化,使得TNY268P的EN脚流出电流也发生变化,从而控制其片内功率MOSFET的断、通、调节输出电压,使输压电压稳定。具体反馈原理分析详见后文脉宽调制(PWM)的控制。 在电路结构上,线性光藕PC817,不但可以起到反馈作用还可起到隔离作用。由PNP管Q2和电阻R9、R1O及R12组成的限流电路,则从源头上防止了过电流的问题。由C6及R11构成的缓启电路,则有效抑止了电源上电瞬间的产生的电压尖峰。而二极管D9则防止了电池组的反向放电。此外,对整个充电系统而言,当因意外情况系统失控时,开关电源所提供的15V直流低压也在某种程度上起到了限制其最高电压的作用。

充电机设计规范

XXXXXX有限公司 充电机设计规范 编制: 校对: 审核: 批准: XXXXXX有限公司发布

前言 1、范围 2、规范性引用文件 3、术语与定义 4、主要参数确定 5、环境条件 6、外观要求 7、一般要求 8、整机特性要求 9、测试方法 10、检验规则 11、标志、包装、运输和贮存条件

编制本规范的目的是规范本公司新能源汽车充电机的设计工作。 1 范围 本规范规定了新能源汽车用充电机所需的基本原则和要求,对新能源汽车用充电机设计起指导作用。 本设计规范适用于各种结构形式的新能源汽车充电机的设计,确保充电机的通用性、可靠性、高效性。 2 规范性引用文件 下列文件中条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。 QC/T 413-2002 汽车电气设备基本技术条件 GB 19596-2004 电动汽车术语 GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 ISO 7637-2-2004 道路车辆.传导和耦合引起的电干扰.第2部分:仅沿电源线瞬间电导 GB/T 18487.1-2015 电动车辆传导充电系统第1部分:通用要求 GB/T 18487.2-2001 电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流电源的连接要求 GB/T 18487.3-2001 电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流充电机(站) GB/T 18387-2008 电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法,宽带9kHz~30MHz GB/T 18384.1-2015 电动汽车安全要求第1部分:车载可充电储能系统(REESS) GB/T 18384.2-2015 电动汽车安全要求第2部分操作安全和故障防护

充电器设计方案.

充电器设计方案 2009.10.28 第一章、硬件方面的设计范围: 1) 基于DS2770芯片的脉冲调制充电器、数字可调电源、电池优化仪的设计研发。 2) 基于DS2438芯片的电池组保护板的设计。 3) 基于性能稳定、可靠、安全及电磁兼容(3C认证)的设计。 4) 采用16:9手机用彩屏(内置驱动芯片)为系统显示屏。 5) 产品用途:IT设备、个人通信设备、射频发射机等。 第二章、应用软件的设计范围: 软件设计遵循原则:通过系统显示屏展现直观、易操作,易懂、易学的文字和数据,充分、详细的表现产品功能。让用户感觉到菜单式操作的乐趣。在PC机应用程序的操作界面上,以丰富的曲线、图表、数据,更多的功能,使得用户欲探究竟而不解,欲罢手而不甘心。相关设计遵循集成化原则,减少投资预算成本。 一、产品驱动程序文件包。 二、用户版PC机应用软件(中英文)包含的项目 1)实现各类实时数据监控、数据上传,支持可连接至广域网上任何一个IP地址的远程服务站PC机。 2)显示界面:产品信息、固件版本、工作状态,电池介质、设定的电流/容量、电池信息、老化估算。 3)座标曲线界面:充电器的充电电流/充电电压/输出电量,电池组的充入电流/电压/电量/内阻/温度。 4)数值表格界面:内容同上。 5)允许上位PC机接管系统单片机的控制程序,即所有控制权交由PC机控制。 6)PC机操作界面的项目:系统模式、工作模式、充电方案、电池介质、槽位选择、外接充电/放电、 低压激活、充电电流、充电电压。直流电压、直流电流、输出功率、软开关机器。 7)针对充电器和电池组产品的在线维护,在得到用户求助的情况下,允许广域网远程服务站PC机接管 用户PC机对充电器的控制权(PC机远程点对点)来完成对充电器系统的维护工作。在此其间不影响用户PC机其它操作,允许用户观查操作过程中的项目和进度。允许授权密码的解锁升级、支持语音及写字板和表情图案交流。 三、工厂版PC机应用软件(中文) 除了具备用户版的条件外,要增加如下功能: 远程控制权、查验产品ID号、序列号,实时采集数据、读取航行日志、维修方案、参数设置/修改/ 请除/存入、数据源对比、故障分析、诊断报告、、维修标记、读写修改充电器和电池组芯片各项参数和EEPROM资料,刷写/还原旧版系统固件程序、数据上传、授权密码解锁及验证、创建本地数据库资料。 说明:我们针对不同的用户群,设置了不同级别的授权密码,用于限制产品功能或特权许可,由远程服务站支持。系统菜单的密码按功能主次划分,A类为主机系统模式密码,针对[电池优化] 项目而设。B类密码为系统菜单里针对[外厂电池]的子项目而设置的密码保护。C类密码为 主机系统菜单里巳经设定默认的密码,允许用户变更密码。

智能充电器使用说明书

WM-S2425C系列智能型充电器使用说明书 一:功能简介 WM-2460C 系列充电器是目前一款比较先进的智能型蓄电池充电器,它一改传统充电器的充电模式。自行研发的蓄电池充电管理功能,具有优化的充放电曲线。充电时、只要接好蓄电池和充电器插件,开通电源,本机可自动检测待充蓄电池现存电量和环境温度,根据待充蓄电池不同的放电量和实时的环境温度进行充电,蓄电池充足后自动关闭充电系统。 二:应用范围 本系列充电器广泛应用于剪叉式升降平台、电瓶车、电动叉车、电动汽车、电动摩托车、电动洗地车、电动船、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车、电动牵引车、电动残疾车、电动代步车、电动医疗设备、电动搬运车等各类电动车的铅酸免维护蓄电池、铅酸加水蓄电池、铅酸胶体蓄电池循环充电。 三:技术参数 1 ;输入电压AC185V-265V 47Hz-~63Hz 2: 最大功耗0.75KW 3: 输出电压出厂时内部软件设定(28.8V在线式) 4 输出电流25A ; 5: 充电时间蓄电池放电80%时,全程充电6-11小时 6 体积344 X177 X81(L X W XH) ;

7: 重量 3.6Kg 8: EMC EMI LVD符合欧洲CE标准 9:环境温度-40 C to +55 C 10:湿度< 95% 11:安全等级1(IEC364-4-41) 12 :防护等级IP65 1、使用和安装充电器之前请仔细阅读说明书。 2、机内有相当于电网量的同等电压,非专业人员不得带电拆机 3、充电电器应该安装在一个干燥、清洁的环境中,以防潮湿和尘污; 4、充电器只能与相对应容量的电池充电,否则会产生危险或重大事故

11.1V锂电池充电器设计

11.1V锂电池充电器设计 【摘要】本文介绍了锂电池充电的控制方法,讨论了充电器的电路结构和软件设计思想。该设计以ATmega8作为控制核心,对充电过程进行全面管理,通过对充电电流、电压的自动检测与调整,完成对不同充电阶段的精确控制及充满后的自动停充,实现了智能化充电。 【关键词】锂电池充电器;ATmega8;脉宽调制 1.引言 11.1V锂电池常用于涵道机、固定翼、直升机等航模中,具有放电稳定,工作温度宽;允许较大的充电电流、充电速度快,仅需1~2个小时就可以充满;无记忆效应;自放电率低,储存寿命长;能量高、储存能量密度大;输出电压高(单节锂电池的额定电压一般为3.6V,而单节镍氢和镍镉电池的电压只有1.2V)等优点。但锂电池在使用过程中也存在娇气的一面。在对锂电池进行充电时要防止过度充电,如果充电电压高于规定电压或充电电流大于规定电流,就会损坏锂电池或者使之报废。在过充电的情况下,能量过剩锂电池温度上升,电解液将分解产生气体,使之内压上升而导致自燃或破裂的危险。通常单节锂电池的终止充电电压为4.2V,精度控制在±1%之内,充电电流不大于1C(C代表充放电速率,1C代表电池正好在1小时内,充满电或放完电所要求的速率)。锂电池在使用时也要防止过度放电,过度放电会导致电池特性及耐久性变差,可充电次数降低。通常要求放电电流不大于2C,终止放电电压控制在2.4~2.7V左右。 2.锂电池的充电方法 锂电池在充电过程中需要控制它的充电电压和充电电流并精确测量电池电压,根据锂电池电压将充电过程分为四个阶段。每个阶段的需要用不同的电压和电流进行充电,下面以单节锂电池为例分别说明每个阶段的状态。阶段一为预充电,先用0.1C的小电流对锂电池进行预充电,当电池电压≥2.5V时转到下一阶段。阶段二为恒流充电,用1C的恒定电流对锂电池快速充电,点电池电压≥4.2V 时转到下一阶段。阶段三为恒压充电,逐渐减小充电电流,保证电池电压恒定=4.2V,当充电电流≤0.1C时转到下一阶段。阶段四为涓流充电,恒压充电结束后,电池已经基本充满,为了维持电池电压,可以用0.1C甚至更小的电流对电池进行补充充电,到此锂电池充电过程结束。 3.充电器的硬件电路设计 本系统主要有微控制器、电压检测电路、电流检测电路、电池状态指示电路和充电控制电路组成,电路原理图如图1所示。 3.1 主控芯片

电子设计自动化实验报告

*************** 实验报告 课程名称:电子设计自动化小组成员及学号:_______________ _________ _______________ _______________ _______________ ********************** ***********

应用程序,启动protel99se。 3、创建一个新的设计数据库文件 步骤:1). 【File】|【New】 2). 单击Browse按钮,选择文件的存储位置,Protel 99 SE默认文件名为desigh .ddb”。 3). 单击【OK】们就创建了一个新的设计数据库文件。 4、启动原理图编辑器 步骤:1). 【File】|【New】 2). 单击Schematic Document 【OK】或直接双击 3). 单击Explore 下的Sheet1或直接双击工作窗口中的Sheet1

1).更改屏幕分辨率 2).界面字体设置 8、在Protel99se中建立自己的设计数据库Design.ddb。

实验内容与分析: 1).设置电路图纸 假定系统已进入原理图编辑器,提出以下要求: A.图纸大小:B号; B.图纸方向:水平方向放置; C.标题栏型式:标准型标题栏。 2).将库文件“Miscellaneous Devices.ddb”, “Dallas Microprocessor.ddb”,“Intel Databooks.ddb”, “Protel Dos Schematic Libraries.ddb”依次装入。 3、放置元件 在元件库中选定所需元件,然后放置元件到工作平面上。 4、删除元器件 1)菜单命令【Edit】|【Delete】 2)当光标变为十字形后,将光标移到要删除的元件处,单击鼠标左键即可将所指元件删除。此后,程序仍处于删除命令状态,若要退出单击鼠标右键或按ESC 键退出命令状态。 5、元件移动 菜单命令:【Edit】|【Move】|【Move】

无线充电器的设计及制作..

安徽建筑大学 毕业设计(论文) 专业电子信息工程 班级城建电子二班 学生姓名马吉智 学号09290060216 课题无线充电设备的设计与制作 ———无线充电发射部分 指导教师花海安 2013年6 月

基于现在中国市场上还没有真正的无线充电的产品,我们利用电磁感应的基本原理结合模拟数字基础理论设计制作了智能无线充电系统。此作品内部应用电流控制型脉宽调制集成电路来驱动场效应管从而产生高频振荡脉冲,通过电磁感应向外界传送能量,通过接收电路把磁场能转化成电能从而实现对用电设备的充电(此作品以手机电池充电为例)。其系统经济实用,市场前景极其广阔。 Abstract Based on the Chinese market now has not really wireless rechargeable products, we use the basic principles of electromagnetic induction combination of analog and digital design based on the theory of intelligent wireless charging system. This works the use of current-controlled pulse width modulation to drive the field effect transistor integrated circuits resulting in high frequency oscillation pulse, electromagnetic induction through the transmission of energy to the outside world, through the receiving circuit to the magnetic field can be converted into electricity to power equipment in order to achieve charge ( This mobile phone battery works as an example). The system economical and practical, market prospect is extremely broad. 关键字(Keyword): 电磁感应(Electromagnetic induction)无线充电(WirelessCharging)

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