正負(fù)脈沖型電動車智能充電器的設(shè)計(jì)

如圖3所示，變壓器輸出的交流信號經(jīng)過二極管D19、D8整流和電容C14、C16濾波成為直流電壓，電阻R21、R95為假負(fù)載，用來防止在充電器沒有接負(fù)載(蓄電池)時(shí)電壓升高，保證充電器電壓的穩(wěn)定。MOS管Q2、Q3用來控制正負(fù)脈沖產(chǎn)生，Q2為PMOS管。用來控制充電電壓的通斷，Q3為NMOS管，用來控制蓄電池放電。單片機(jī)RA2腳經(jīng)限流電阻R46控制NPN三極管Q8的通斷，當(dāng)單片機(jī)輸出為高電平時(shí)，三極管Q8導(dǎo)通，電阻R33、R31經(jīng)過Q8接地，構(gòu)成回路，電阻R33、R31進(jìn)行分壓后接到Q2的柵極，驅(qū)動Q2導(dǎo)通；同理，當(dāng)單片機(jī)RA2腳輸出低電平時(shí)，Q2關(guān)斷。其中小電容C17用來防止電壓突變對Q2的影響，使得電壓變化略趨于平緩但又不會影響開關(guān)速度。單片機(jī)RC1腳經(jīng)限流電阻R45控制NPN型三極管Q10和PNP型三極管Q11，從而控制MOS管Q3的通斷。當(dāng)單片機(jī)RC1腳輸出高電平，三極管Q10導(dǎo)通，Q11截止，電壓VCC經(jīng)三極管Q10、電阻R51后控制NMOS管Q3導(dǎo)通；當(dāng)單片機(jī)RC1腳輸出低電平時(shí)，三極管Q11導(dǎo)通，Q10截止，Q3結(jié)電容中的電通過Q11迅速釋放，加速Q(mào)3關(guān)斷。電感L1、電容C18用于濾波，使輸出電壓更平穩(wěn)。電阻R23為電流取樣電阻，流過蓄電池的電流會在電阻R23上產(chǎn)生壓降，此電壓在電路中用于判斷充電狀態(tài)和充電階段。
1．3 單片機(jī)系統(tǒng)電路
PIC16F676單片機(jī)6采用RISC型CPU內(nèi)核，僅需學(xué)習(xí)35條指令，除了跳轉(zhuǎn)指令以外所有指令都是單周期的，由于采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，以及指令的讀取和執(zhí)行采用流水作業(yè)方式，使得PIC單片機(jī)的運(yùn)行速度大大提高；PIC單片機(jī)是最節(jié)省程序存儲器空間的單片機(jī)，驅(qū)動能力強(qiáng)，每個(gè)I／O口的吸入和輸出電流最大值可達(dá)25mA。PIC系列單片機(jī)集成了上電復(fù)位電路、I／O引腳上拉電路、看門狗定時(shí)器等，可以最大程度地減少或免用外接器件，以便實(shí)現(xiàn)“純單片”應(yīng)用。

如圖4所示，電阻R1和電容C15組成單片機(jī)復(fù)位電路，單片機(jī)IC4和復(fù)位電路構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)1腳接電源VCC，14腳接地，7腳通過二極管D9輸出信號，當(dāng)7腳輸出高電平時(shí)充電狀態(tài)強(qiáng)制進(jìn)入浮充狀態(tài)，減小充電電流，防止損傷蓄電池。電阻R54為上拉電阻，防止單片機(jī)輸出的信號驅(qū)動能力不足而無法正常工作。單片機(jī)9腳用于驅(qū)動NMOS管Q3，11腳用于驅(qū)動PMOS管Q2。普通三段式充電由于初始充電電流很大，這對于過放電后的蓄電池是致命的，因此必須進(jìn)行判斷。本文方案在充電初始階段，單片機(jī)控制MOS管關(guān)斷，利用電阻R50和R41對蓄電池電壓進(jìn)行分壓，輸入單片機(jī)10腳，10腳采樣蓄電池電壓，判斷蓄電池極性是否正確，如不正確，則不進(jìn)行充電，利用指示燈進(jìn)行提示；如正確，再判斷是否過放電，如果電壓低于設(shè)定值，認(rèn)定蓄電池過放電，則采用小電流進(jìn)行充電，即涓流充電，當(dāng)蓄電池可以承受大電流時(shí)再進(jìn)入常規(guī)三段式充電階段。單片機(jī)12腳、13腳控制指示燈LD1，12腳控制紅燈，13腳控制綠燈，用于指示蓄電池充電狀態(tài)。