1、般等于 状态浮充电 该状态主要用于补充电池自身放电所消耗的能量。在浮充电模式下，充电器输出电压 下降到较低的浮充电压值，充电电流通常只有，用以补偿电池因自身放 电而损失的电量。浮充电压仍将随环境温度变化而变化。当电池电压下降到浮充电压的 时，充电器将转入大电流充电状态，使上述充电过程重新开始。 这种多模式充电法综合了恒流充电快速而安全及时补偿蓄电池电量的优点，和恒压 充电能够控制过充电以及在浮充状态保持电池电量的优点。多模式电池充电器在满 足这些要求的同时可提供尽可能多的功能和设计的灵活性，使之具有更多优点适时检测充 电情况并按预定的充电方案对电池充电使用四种状态的充电规则使电池获得最好的特性， 在电动自行车充电器的设计过程中，将采用该充电模式。 电动自行车充电器的设计 个安全可靠的充电器需要能够在电池充电过程中严。
2、宽调制作为占空比调节，来控制涓流充电大电流充电过 充电浮充电，完成四个状态充电的过程。在目前广泛采用的开关电源供电方式中，由 控制器提供脉宽调制，并发出脉冲信号，使管导通。同时扼流线圈作为储 能电感使用并与相接的电容组成滤波电路。芯片包含内部和外部线路，当脉宽调 制要做周期循环时将由它来决定这个频率的快慢，当个信号要发送到每个 用以接通这些时它就可以直接控制进行速度调节。本设计中由于单片机内核中集 成了驱动单元，它能向系统提供更为准确的数字电压。 输出频率设定为。如图所示。 电压输出计算公式其中为高电平的占空比。 四种充电状态对应的电压输出计算结果见表。 表输出电压 充电状态电压输出充电电流 涓流 大电流 过充, 浮充 检测取样电路 是充电时的电流取样输入端，该电路设置了过流保护，能达到恒流充电目的。。
3、容量的百分比，从而使充电过程直观。 当控制器检测到电池己充足电，脚变为高电平，使管导通，发光二极管亮， 扬声器发出报警信号，同时充电控制器自动转入浮充电状态。 按钮和和作用 用户可以通过按钮来切换充电状态并引发中断。在中断程序中，按照所按的不同按钮， 系统可切换到不同的最大充电电流值。即用户可根据需要确定充电时的最大电流值。 本设计确定了四种不同的最大充电电流，如表所示。 表最大电流分类表 模式最大充电电流表过充电电流 变压器的选用 变压器要求选用高频变压器，该变压器对磁性材料的要求较高。本电路选用的是频率 可达，分布电容电感不太大的变压器。 电容器的选用 在本电路中，因为电源的开关频率较高，般的电容器的电容损耗较大，电感量较大， 当频率增加时，衰减很大，无法满足要求。因此选用了专用的高频耐高温。
4、电状态，并发出声光报警。输入电压检测电路及电压计算公式见图所示。 图输入电压检测电路及计算公式 为了监控电池端电压，采用和分压电阻来获得取样电压，由分压电阻的阻值确 定浮充电压过充电电压涓流充电电压和大电流充电电压。由于口的输入电压范围 为，电池端电压的范围为，通过计算，可确定电阻的取值为 取样电压的计算公式 各转折点取样输入电压情况见表。 表各转折点取样输入电压情况表 各状态下电池端电压范围检测输入口的电压充电电流 涓流以下 大电流 过充 浮充 检测充电时电池的最高温度，当检测到高于额定温度后，停止充电，并进行声 光报警。电池充电器是将电能传输到电池的过程，能量以化学反应的方式保存下来，但不 是所有的能量都转化为电池中。
5、歇充电段，使蓄电池可以吸收更多的电量变电 压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法，能够在较短的时间内充进更多的电量，提高 蓄电池的充电接受能力。以上充电方式优点是充电方法简单，易于控制，充电快速而安全， 可以及时补偿蓄电池电量。缺点是容易造成过充，电解水，对蓄电池造成损害。 充电模式的确定 目前模式充电技术被认为是最佳充电技术，它综合了常规充电法和快速充电技术 的优点，使蓄电池保持较高的容量和较长的使用寿命。图所示是四模式充电状态曲线。 图四模式充电状态曲线图 四模式电池充电器的四种充电状态分别是涓流充电，大电流充电，过充电和浮充电。 假设组完全放电的电池，充电器通常按如下规律对其充电 状态涓流充电 如果电池电压低于闭值电压，充电器将用预先设定的涓流充电电流给电池充 充电器输出电压 。
6、 电流取样放大电路，是把取样后的电流以电压形式送回到比较器中去比较，从而决 定输出的占空比。充电电流通过采用电流转换比为的霍尔传感器型获得。 为了提高测量精度，取样得到的电压通过集成运算放大器放大，然后再回馈到 图输出频率 中。根据集成运放的特点，可得到集成运放的输出电压计算公式为 要想获得更高的电压，只要简单地加上分压电阻，使被测电压限制在单片机电 压范围内即可。电流检测取样电路见图所示。 电源检测 图电流检测电路 用于检测充电时电池的端电压。当没有接入电池时，没有电流输出， 充电器不工作。当接入电池时，检测到电池两端有电压，充电器开始充电。当检测到电池 端电压己经达到最大值时，确定充电已满，调整输出占空比，充电器自动转入浮充 。
7、格控制电池的充电电流电压 温度等物理参数。充电器包括充电控制环路电池电压监测电路电池温度监测电路等基 本环节。 充电器原理 电动自行车充电器电路主要包括电源回路主控电路及信号控制三个部分。电源回路 提供充电过程所需要的充电电压浮充电压，同时提供电池充电工作时需要的各 种电压，主控电路部分主要控制各个状态的充电过程，包括充电的过程控制检测 充电保护与故障报警等。图所示是充电器结构框图。 充电控制技术 充电控制技术是充电器系统中软件设计的核心部分。根据充电电池的原理，将动力电 池的充电特性曲线分为四个阶段。在进行大电流充电之前，由于电池电量已基本用完，若 直接采用大电流恒流充电，电流过大会损坏电池，电流过小使充电时间过长，因此这段 时间要根据电池电压的具体情况控制充电电流，使充电过程按理想的充电模式变化，以达 。
8、 到最佳充电效果。当检测到充电电流下降到足够小时，说明电池充电已满，此时若立即停 止充电过程，电池会自放电。为了防止自放电现象，必须对电池进行浮由晶体管驱动的沟道开关管，开关管与电感二 极管和电容相连，工作原理图见图。 图变换器开关原理 当开关管接通时原理图中以个开关表示，电流按图所示方向流动，电容通过电 感被充电电感也吸收了能量。当开关管打开时，如图所示，电感试图保持电流，从而 导致电流流过二极管电感和电容，这是个变换器的工作周期。如果减少占空比， 开通时间减少，断开时间增加，则输出电压也将下降。反之输出电压增加。在占空比为 时，变换器的效率最高。图中二极管是用来防止在断电时电池向微处理器供电。 充电电流是由脉宽调制电路单片机内核集成的输出调节的。当充电电流与给定值 之间存在误差时，可通过改变微调电位器来调节。
9、电方式 常规充电有以下四种恒流充电法，其优点是控制方法简单，但由于电池的可接受 电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生 气体，使出气太多阶段充电法此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法，这种方法 可以将出气量减少到最少，但作为种快速充电方法受到限制恒压充电法，这种充电 方法电解水很少，避免蓄电池过充，但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响 ④快速充电技术近年来得到了迅速发展，主要有以下种脉冲式充电法，充电过程减少 了析气量，提高了蓄电池的充电电流接受率快速充电法，它主要面对的充电对 象是镍福电池，采用这种充电方法，解决了镍福电池的记忆效应，大大降低了蓄电池的快 速充电的时间变电流间歇充电法，这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上， 其特点是将恒流充电段改为限压变电流间。
10、 充电器输出电流 电。随着涓流充电继续，电池电压逐渐升高，当电压升高到闭值电压时立即转入大电流快 速充电。如果电池电压在充电周期开始就高于其闭值电压时，则跳过涓流充电直接进入大 电流快速充电模式。 状态大电流快速充电 在这种模式下充电器以恒定的最大允许电流给电池充电。最大电流与电池容量 有关，往往以电池容量的数值来表示。在大电流快速充电这段时间里，电池电量迅速地 恢复。当电池电压上升到过充电压时，大电流快速充电模式结束，充电器转入过充电 状态。 状态过充电 如果从大电流充电状态直接转入浮充状态，电池容量只能恢复到额定容量的 。在过充电状态下，充电电压保持恒定不变，充电电流连续下降。当充电电流下 降到足够小时，电池容量已达到额定容量的，充电过程实质上已经完成，充电 器转入浮充状态。电流闭值，。
11、的化学能，些电能转化为热能，对电池起到了加热的作用。 当电池充满电后，若继续充电，所有的电能都将转化为电池的热能，在快速充电时这将使 电池快速升温，若不及时停止充电，会造成电池损坏。因此设计电池充电器时，对温度进 行监控和及时停止充电是非常重要的。 充电电流和容量显示电路及声光报警电路 图所示电路中，在充电器串联调整管与输出端之间串入只二极管，可以防 止蓄电池输出电流流入充电器。为了避免电池通过充电器中的分压电阻放电，分压电阻 不能直接接地，应当接到的脚，这样，可避免当充电中断时，蓄电池通过 分压电阻放电。 图防止电池组对地放电的电路图 在该电路中，还加入了电池充满电检测和指示电路。电流显示和百分比显示部分 分别用来显示充电过程中充电电流的大小和电池充满。
12、该电源的输出电流，以获得所需要的 充电电流。 通用型三极管是激励放大管或称末前级放大管，利用它将输出信号进 行电压放大，给功率放大输出级以足够的驱动电压。 变换器的主要参数见表。 表变换器的主要参数信息表 参数名称计算公式取值 ,最小输入电压 ,最大输入电压 开关频率 降压大电流充电状态 降压大电流充电状态 , 电感纹波电流 , 变换器输出电感 , , 最大占空比 , , 最小占空比 , , 击穿电压, 额定电压 击穿电压 额定电压 主开关晶体管 击穿电压 额定电压 输出电容额定电压, 反向最大电流 ,开关管最大输出电流 输出电流由脉。
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【毕业设计】基于单片机控制的电动自行车充电器的设计与开发