正负脉冲充电器的设计
应用于磁光开关的正负交替脉冲发生器的设计
大 电流 脉冲 。 ．
２ 磁 光 晶体 的 特 性
圈来产 生外 加 磁 场 ． 磁 光 开 关 的 总体 结 构设 计 框 架 图如
图１ 所示 ．整 个实 验装 置共 分成 ４个模 块 ，每 一 个模 块 都
图 １ 磁 光开 关总 体 结 构 设 计框 架 图
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗｏ ｒ ｋ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
的高 速 发 展 ，磁 光 开 关 得 到 了 越 来 越 多 的 关 注 和 研
究 Ｊ ． 因此 ，本 文利用 磁 光开关 的原理 ，设 计 了一 种正 负 交替 脉 冲发生 器 ，满足 了磁 光开 关 的要求 ．
１ 磁 光 开关 的 结构 设 计
磁 光开 关 的结构 设计 主要 包括 光路 设计 、脉 冲发 生器 的设计 和磁 场结 构 的设计 ．本 文 中磁 场结构 采 用螺线 管 线
第２ ３卷 第 ３期 ２ ０ １ ５年 ６月
厦 门理 工学院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｘｉ ａ ｍｅ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
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有 其特 定 的功 能 ，并 且 输 出相 应 信 号 用 于 下 一 个 模 块 工
［ 收稿 日期 ］２ ０ １ ５—０ ４—１ ７ ［ 修 回日期 ］２ ０ １ ５— ０ ５～１ ２ ［ 基金项 目］ 国家 自然科学基金项 目 （ １ １ ３ ０ ４ ２ ５ ９ ） ；福建 省教 育厅 科技项 目 （ Ｊ Ａ １ ２ ２ ５ ４ ） ［ 作者简介 ］阮剑剑 （ １ ９ ８ ６一） ，男 ，助理实验师 ，硕士 ，研究方 向为光器件．Ｅ 。 ｍａ ｉ ｌ ： ２ ０ １ ３ １ ２ ０ ６ ０ １ ＠ｘ ｍ ｕ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ａ
基于PIC单片机的电动车正负脉冲式快速充电站设计
基于PIC单片机的电动车正负脉冲式快速充电站设计
张永超;王春芳;李强;王帅
【期刊名称】《低压电器》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】针对电动车行驶距离短、充电时间长、补充电能慢等特点,采用以
PIC16F877A单片机为核心、大电流正负脉冲充电方式,没计了一款专门用于电动车快速充电的智能快速充电站.结合电动车充电的实际要求,给出了快速充电站的整体方案,并就方案中的主电路、控制电路及由PIC单片机控制的正负脉冲充、放电电路进行了具体的研究.试验分析表明,充电站能够实现对电动车蓄电池的无损伤快速充电,可以在短时间内为电动车补充一定量的能量,满足快速充电的要求.
【总页数】5页(P26-30)
【作者】张永超;王春芳;李强;王帅
【作者单位】青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071;青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071;青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071;青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
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1.正负脉冲式电动汽车快速充电站的研究 [J], 罗书克;张元敏
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正负脉冲型电动车智能充电器的计
从保护铅酸蓄电池、提高充电效率的角度出发，分析了目前市场上主要充电方式的弊端，设计了一种正负脉冲型电动车智能充电器。
系统采用PIC16F676单片机进行控制，将普通三段式充电方式中的恒压阶段变为正负脉；中充电方式，增加了涓流充电等功能，优化了定时和自断电电路，在延长蓄电池使用寿命、缩短充电时间方面有很好的效果。
关键词：智能充电器；开关电源；正负脉冲0 引言目前的电动车用充电器主要有以下几种：(1)三段式充电器，即将充电方式分为恒流、恒压、浮充三个阶段。
三段式充电方式基本上能够满足电动车日常充电的需要，成本也最低，然而这种充电方式有诸多问题，比如各厂家蓄电池极性不同，容易烧坏充电器、损坏蓄电池；不能定时强制进入浮充状态等。
(2)带有防反接和定时功能的充电器，即当电动车蓄电池极性接反时不进行充电，防止出现故障；在充电上限时间达到后强制转入浮充状态，防止损坏铅酸蓄电池。
可以有效地防止因极性不同而发生的故障，并且可以强制进入浮充阶段，但是多采用晶闸管或继电器进行控制，晶闸管对电网有影响，继电器控制直流电灭弧困难，有安全隐患。
(3)脉冲充电器，将三段式充电器中的恒压阶段改为脉冲式充电方式，但仅仅是正脉冲。
这在一定程度上解决了充电过程中温升高的问题，同时充电效率有所提高，但是仅仅依靠正脉冲对于解决这些问题效果还不是很理想。
基于以上种种弊端，本文在三段式充电电路基础上设计了一种智能型充电器，通过涓流充电、正负脉冲充电和定时断电等一系列措施提高充电效率，延长电池寿命，并可修复略有损伤的蓄电池。
1 系统硬件设计本方案电路主要分为三个部分，分别为电源电路部分、单片机系统电路部分和正负脉冲控制电路部分。
如图1所示，图中5V电源电路为单片机供电，单片机通过控制正负脉冲控制电路对变压器输出电压进行控制，达到产生正负脉冲的目的。
1．1 电源电路如图2所示，变压器输出的交流信号经过续流二极管D18整流和电容C20滤波输出约12V的直流电压VCC1，VCC1经过三端稳压电源芯片78L 05稳压后输出5V直流电压，经过电容C26、C24滤波后供给单片机。
正负脉冲式充电器
致遠管理學院電機工程學系專題製作報告正負脈衝充電器組別與組員：佘威縉(9411104020)李林憲(9411104041)指導老師：蔡宗達老師中華民國九十七年十二月摘要由於脈衝充電法可以有效的改善充電過程中所產生的極化現象，進而達到能量減少損失、提高充電效率、且延長電池的壽命之目的，所以本實作採用脈衝充電法。
本實作專題主要為製作目前二次電池中廣泛使用的鉛酸電池之正負脈衝式充電的電路裝置而進行研究。
在本實作中利用2個N E555I C與M O S邏輯電路組合出一個具有正-負-零脈衝電流波形的電路架構。
本電路在P S P I C E軟體中模擬得到良好結果，最後在麵包板上組裝出充電器實體電路。
目錄摘要目錄第一章緒論 (6)第二章鉛酸電池與充電法的原理 (7)一.電池簡介與極化現象 (7)二.充電法的介紹 (9)三.M O S的電晶體種類 (13)四.電子元件表 (16)第三章充電器的模擬與實作 (17)一.模擬 (17)二.實作 (22)第四章研究成果 (23)第五章結論 (23)三.未來研究方向 (24)參考文獻 (24)附錄 (25)圖表圖2-1電池結構示意圖 (6)圖2-2極化現象 (8)圖2-3定電壓充電法之示意圖 (9)圖2-4定電壓充電法之示意圖 (10)圖2-5定電流/定電壓充電法之示意圖 (11)圖2-6脈衝充電法之示意圖(一) (12)圖2-7脈衝充電法之示意圖(二) (12)圖2-8正負脈衝充電法之示意圖(一) (13)圖2-9正負脈衝充電法之示意圖(一) (13)圖2-10增強型M O S (14)圖2-11空乏型M O S (14)圖2-12C M O S電路圖 (15)圖2-13C M O S電腦模擬圖 (15)圖2-14電子零件列表 (15)圖2-15無穩態模擬的電路圖 (17)圖2-16無穩態模擬的脈波圖 (18)圖2-17單穩態模擬脈波圖 (18)圖2-18單穩態脈波圖 (19)圖2-19正-負-零模擬電路圖 (19)圖2-20正-負-零模擬脈波圖 (20)圖2-21正脈波原理 (20)圖2-22負脈波原理 (20)圖2-23零脈波原理 (21)圖2-24真值表 (21)圖2-25無穩態實作電路圖 (22)圖2-26單穩態實作電路圖 (22)第一章緒論近年來，環保意識的高漲，為了保護環境的品質及如何把資源有效的再利用便成為目前這個時代很重要的一個課題。
星扬正负脉冲充电器
装盒
说明书正面
说明书上的波形图——据说是真的
正面
打开
取出电路板
电路板背面——这个是电动车充电器中罕见的双面板
电源输入部分的2个保险——这玩意没有EMI电容和电感，这个厂家从来没用过那玩意
主电容
这是个什么管子——电源线进口的窟窿那里
它背面的电路
高压部分的贴片
充电器核心的单片机
输出线部分
324芯片
3842芯片，这是个非常常见的3842+324电路
光耦
除了主电容全都是这个牌子
负脉冲功放
好玩的事情来了——输出线出口这里居然有个——散热片，晕倒。
DZ-PFC1208A正负脉冲电动车充电器的原理
DZC系列智能型充电器使用说明书一：简介DZC系列正负脉冲充电器是我们公司目前一款比较先进的智能型充电器，它一改传统充电器的充电模式，由公司自行开发的电源管理专用芯片DFY-7168控制充电器的各种状态，具有脉冲充电与脉冲放电(俗称负脉冲)，环境温度检测，定时等功能，可以根据环境温度的变化来确定充电电压，半恒流充电，确保电池在微析气的状态下充电，具体以环境温度在25℃时为基础临界点，环境温度每上升1℃每个单体的浮充电压就下降4mV,那么一个由6个单体蓄电池串联成的12V蓄电池,25℃时的浮充电压是13.5V。
当环境温度降为0℃时，浮充电压就上升为14.1V；而当环境温度上升为40℃时，浮充电压就下降为13.14V。
我们日常使用的蓄电池不可能长期在25℃的环境下工作，使用同一模式对蓄电池充电是不完善的。
而采用我们以上这种方式对蓄电池充电将有利于提高蓄电池的日常使用中可靠性，从而大大提高了蓄电池的使用寿命。
二：技术参数1；输入电压AC95V-265V 50Hz-~60Hz2：最大功耗0.15-0.18KW3：输出电压24V/12V（阶段自适应）4；输出电流最大8A（按产品要求）5：充电时间蓄电池深度放电80﹪时，全程充电9-11小时 6；体积 230×120×86 195×110×657：重量 1.5Kg三:操作充电时，只要将蓄电池和充电器插件连接，开通电源(输入电压应与铭牌标称范围一致,否则不能开机)，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进行充电，蓄电池充足后自动关闭充电系统，无论蓄电池极性接反或输出端短路或开路，充电器均无电流输出，防止操作人员的误操作而导致充电器或蓄电池损坏。
无须人员值守。
DZC系列产品参数：。
脉冲式充电器电路图
图是脉冲式充电器电路。
图（a）为充电器电路，图（b）为充电器框图，由基准电压、时钟脉冲、充电控制和恒流部分等组成。
工作原理简述如下：NE555产生时钟脉冲，通过3脚输入14013构成的D触发器，14013的D，端（5脚）输入为高电平时，Qt端（1脚）输出高电平，晶体管VTi导通，VT3与LED，等构成的恒流电路对电池进行充电。
电池的电压随充电而升高，但未超过1.4V时，Ay输出仍为高电平。
若14013的D1端输入为高电平，即使有时钟输入，14013的Q1输出仍保持不变，为高电平。
当电池电压升高超过1.4V时，A1输出为低电平，若一定时间后输入脉冲，则Q1输出低电平，VT1截止，电池停止充电，为休眠状态。
若电池放电时，电池电压降到一定值时，A1输出高电平，则14013的D，为高电平，来了时钟脉冲后其Q1输出高电平，VT1导通，电池再次开始充电。
另一路，即A2与VT2等充电电路的工作与此类似。
图（c）是工作时序图，充电中，LED1（LED2）发光显示，休眠时灯灭。
基准电压利用VD2～VD4三个二极管的正向电压降，用RPt调整为1.4V.图14是天能TN-1智能负脉冲充电器电路图。
这个充电器主要部分是典型的半桥式两段充电器，和前面介绍的图12充电器基本一样。
这里主要介绍负脉冲充电部分的工作原理。
这部分电路由放电开关、负脉冲加载控制、脉冲振荡器三部分组成。
放电开关是三极管Q6、Q6导通，其集电极和发射极将电瓶短路，电瓶放电。
Q6截止，电瓶恢复充电。
Q5和Q6是直接耦合，俗称达林顿管。
Q6受加载负脉冲控制和振荡器联合控制。
加载负脉冲控制由IC3的C和D构成。
D接成反相器(电路中，与非门两个输入并联看作一个非门)，只有C的两个输入都为高电平时，③脚为低电平，经D反相使Q6导通，给电瓶放电。
C的②脚来自多谐振荡器的每秒1个(脉宽3ms)正脉冲，C的①脚来自两阶段电流检测电路IC2的①脚，恒流充电时①脚为高电平。
正负脉冲充电器原理
正负脉冲充电器原理
正负脉冲充电器是一种电子设备，根据变压器的原理来工作。
它主要由变压器、整流器和滤波器三部分组成。
首先，正负脉冲充电器中的变压器起到了降压的作用。
变压器有两个线圈，一个是高压线圈，另一个是低压线圈。
通过改变高压线圈与低压线圈的匝数比，可以实现不同电压的输出。
其次，整流器用来将变压器输出的交流电转换成直流电。
在正负脉冲充电器中，常用的整流器是单相整流桥。
整流桥由四个二极管组成，可以将交流电的负半周期和正半周期分别变为单向导通。
最后，滤波器用来削弱或去除直流电中的脉动成分。
在正负脉冲充电器中，常用的滤波器是电容滤波器。
电容滤波器通过连接一个电容器，可以将直流电中的脉动电压削弱到一定程度。
总体来说，正负脉冲充电器通过变压器将输入电压降低并转换为特定电压的交流电，然后经过整流器将交流电转换为直流电，最后通过滤波器去除直流电中的脉动成分。
这样就实现了对电池或其他装置的充电。
不同规格的正负脉冲充电器可以根据需要调整变压器的参数以适应不同的充电需求。
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正负脉冲充电器的设计
陈志前
Design of a positive and negative pulse charger
Zhiqian chen
摘要：本介绍了脉冲充电器的原理，以及通过单片机的控制实现对蓄电池进行智能脉冲充电的设计方法。
关键词：铅酸蓄电池，正负脉冲，充电。
Summary：This introduces the principle of pulse charger, and through the single chip microcomputer control to realize intelligent battery charging the design method of the pulse。
Key words: lead-acid storage battery，positive and negative pulse，charge
1、概述，
随着人们对环境污染的日益重视，铅酸蓄电池由于制造成本低、容量大、成本低等优点，在人们的日常生活中已经是一个非常常见的储能方式了，常见的如我们风光互补发电系统的储能部分大部分就是采用铅酸蓄电池；我们日常的代步工具——电动自行车，它的能源也是来源于铅酸蓄电池。
但是在蓄电池的使用中，由于使用方法的不同，对蓄电池的使用寿命也产生很大的影响。
充电方式的选择就是其中主要因素。
目前我们主要的蓄电池充电方式有恒压限流、恒流充电以及快速充电法等几种。
这几种常见充电方法在现实的应用中各有优缺点。
正负脉冲充电器的就是我们常用一种充电器。
在这里我们着重介绍正负脉冲充电器的工作原理。
2、脉冲充电的原理
美国科学家马斯对蓄电池的充电过程的出气问题作了大量的直言和研究工作，提出了以最低出气率为前提的蓄电池可接受的充电电流曲线，在充电过程中，只要充电电流不超过蓄电池的可接受的电流，蓄电池内部就不会产生大量的气泡。
常规的三段式充电在充电初期，充电电流远小于蓄电池的可接受充电电流，因而充电时间较长，充电过程后期，充电电流有大于蓄电池的可接受电流，因而蓄电池内部会产生大量的
气泡，如果在整个充电过程中能使用实际充电电流始终等于会接近于蓄电池可接受的充电电流进行充电，，却是可以大大加快充电速度，然而，充电过程中蓄电池产生的极化电压会阻碍本身的充电。
由此可见要想实现快速的充电，必须消除极化电压对蓄电池充电的影响，如果给蓄电池提供一条放电通道，这样就可以消除电化学的极化影响，同时蓄电池的温度也会因为放电而得到控制。
脉冲充电器也就是基于这个原理而形成：在蓄电池的充电过程中，适当暂停充电，并适当加入放电脉冲，就可以迅速消除各种极化电压，从而提高充电速度和效率，脉冲充电有两种类型，一种是只有正脉冲如图1所示。
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图1 间隙正脉冲充电波形
另一种在正脉冲之间加入负脉冲，是电池放电。
如图2.
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影响充电速度的决定因素是电流的大小，脉冲充电比恒压限流充电速度快的原因就是脉冲充电给了蓄电池休息的时间，从而允许在充电阶段使用较大的电流充电，加快了充电速度。
3、硬件设计
充电器以高性能、低功耗的AVR 微处理器ATMEGA48为控制核心，该处理器建行糊了外围电路，内部集成了六通道的PWM输出、8路10位ADC等接口和控制器。
功率电路部分采用恒流开关电源，通过对单片机采集相关的温度、电压、电流数据，经过处理形成高速PWM，可以调节恒流源的电流大小。
以大功快速MOS管Q3作为
开器件关，通过单片机的控制产生充电正脉冲，通过单片机控制MOS管Q4，产生放电脉冲。
系统框图如图3。
图3 系统框图
充电器功率主电路设计如图4所示：
图4 功率电路设计图
D1、D2、D3、D4整流电路部分，C1、C2、Q1、Q2组成功率因数矫正电路，L1、D5、D6、C3、Q3组成充电电路，R1Q4 组成放电电路。
工作原理：通过单片机产生PWM信号对Q1、Q2进行控制实现充电器的恒流充电；单片机对Q3的控制，实现蓄电池的充电和充电停止，单片机对Q4的控制，实现蓄电池负脉冲的放电。
4、软件设计
软件以C语言进行编写，主要实现以下功能：
⏹对蓄电池电压检测
⏹充电电流检测
⏹恒流控制
⏹电池温度采集
⏹根据采集的电压、充电电流作为特征，对充放电开关进行控制
程序流程图如图5所示。
图5 软件流程图
5、总结
以单片及为控制核心组成的正负脉冲充电器，是近年来电力电子智能化发展一个方向，本文采用智能控制的方式实现充电电流的恒流控制，另一方也可以通过单片对大功率开关管的控制实现正负脉冲充电控制，在实际应用中可以实现蓄电池的快速充电，并且可以延长蓄电池的使用寿命。
参考资料：
1.ATME GA8中文数据手册
2.蓄电池充电技术张新德机械工业出版社
3.开关电源技术杨旭裴云庆王兆安机械工业出版社。