率等因素，电容容量需要左右的冗余，因此最终选定谐振电容。根据谐振周期计算公式，则满足谐振频率时的谐振电感量为。根据变压器原边电压必须低于输入电压半的原则，当输入为单相整流电压时，变压器原边电压应低于，因输出须满足，则变压器变比选定为。电源功率回路的设计滤波器的设计该电路采用典型的滤波器，图中所示，该电路的总的五个端口，两个输入，两个输出端和接地端。电路，被称为共模扼流圈，共模干扰时，可以产生共模扼流线圈电感了很多，不让它通过，起到抑制共模干扰的作用。和的输出连接到两端，点接地，而且还发挥的作用，抑制共模干扰，般采用薄膜电容器，主要用于滤除串模干扰。图滤波器基本电路滤波器主要的技术参数包括插入损耗，漏电流，额定电压，额定电流，测试电压，绝缘电阻，重量，外形尺寸等。插入损耗表示滤波器前后负载上噪声电压的对数比，单位为，数值越大表明抑制噪声干扰的能力越强，其计算公式为滤波器另个重要的技术参数漏电流，其公式为上式中为电网频率，是与数值之和，为和上的电压压降。若我们取值为，可以算得，电网频率为，上的电压压降约为。由公式可以计算得。对漏电流的要求般为几百微安到几微安，所以的选值符合要求。的容量范围般为，选取为。的电感量与滤波器的额定电流有关，如表所示，本电路中共模扼流圈取。表电感量范围与额定电流的关系输入整流回路的设计输入整流回路由整流桥和输入滤波电容两个部分组成，如图所示。图输入整流回路的结构整流桥采用桥式结构。整流桥共有四个端子，包括两个交流输入端和两个直流输出端，具有体积小重量轻使用方便等优点，广泛地应用于开关电源的输入整流电路。整流桥的主要技术参数包括耐压值额定电流。其反向击穿电应满足下面公式的要求整流桥的，计算可得，考虑到裕量，取整流桥的耐压值为。整流桥的有效值电流为，计算的公式如下其中，为开关电源的输出功率是开关电源的效率为交流输入电压的最小值为开关电源的功率因数，取为，为，为，取，计算可得，考虑到裕量，取整流桥的额定有效值为。由此选择额定电流电感量范围型整流桥，其耐压值为，额定电流值为。输入滤波电容的主要功能是降低整流滤波的输出纹波，每单位输出功率所需的输入滤波电容器的容量存在着比例关系，当交流电压时，般取下面介绍计算输入滤波电容的准确值的方法，公式如下其中，取为，为，为为，为，计算可得,本电路用两个的电解电容串联。功率器件选型常用的功率开关器件有和，两者均为电压驱动型器件，具有驱动电路简单驱动功率小性能稳定等优点，因此广泛地应用于中小功率的高频开关电源，考虑到性价比问题，本课题选用作为功率开关器件。功率开关管的技术指标包括直流参数和交流参数，漏极电流漏极功耗漏源击穿电压漏源通态电阻是主要的直流参数。开启时间关断时间输入输出电容为主要的交流参数。下表是常用的几种功率开关管的主要技术指标。表常用功率开关管的主要技术指标型号其中，漏极电流漏源击穿电压是选择器件比考虑的两个技术指标，考虑到电路电压尖峰，波动等情况，漏极电流般取实际电流最大有效值的倍，考虑到定裕量，选，漏源击穿电压般取加在管上最大电压的倍，取，因此选用型号为的管。高频变压器设计高频变压器是开关电源的重要部件之，也是设计开关电源的关键，其作用是存储和传递能量。本节将介绍高频变压器磁芯的选择磁芯密度的计算原副边匝数的计算导线的选择等内容。磁芯的选择以下公式为磁芯截面积的经验公式其中，为磁芯截面积，单位为，为高频变压器最大承受功率，单位为，本课题设计的供电用开关电源最大输出功率为为，设开关电源的效率值为，可以计算出高频开关电源的最大输人功率为为，考虑到裕量问题，可取为，由公式计算可得由下表可知，磁芯符合要求。表部分国产型磁性规格产品型号原边电感量和匝数的计算高频变压器的原边绕组的电感量的计算公式如下其中，，约为，考虑到直通问题，并留有裕量约为代入式中得到，满载时的峰值电流为，短路保护时的过载电流为，以下是其计算公式由以上公式可以求得，。原边绕组的电能的计算公式为，由此计算可得，。原边绕组的匝数计算公式如下磁芯的饱和磁通密度,为防止磁饱和现象出现而损害开关管，取磁通密度，代入前面的数据，可得匝，实取匝。副边匝数的计算变压器的副边电压值的计算公式子如下式中为二极管的管压降，为扼流圈压降，取，取，计算可得。副边的匝数计算公式子如下计算可得匝，在实际情况中取匝。空气隙的计算高频变压器发生磁饱和现象往往导致开关功率管损坏，从而使得开关电源工作发生故障。为了防止磁饱和现象的发生，在磁芯的两侧面各留出定的空气隙，其计算公式如下代入前面已知的数据，可得，每边可取的空气隙。导线的选择选择导线的时候，首先得确定导线的线径，当考虑到集肤效应的影响，般要求导线的直径要小于两倍的穿透深度，的计算公式子如下其中的，是角频率，是导线的磁导率为导线电导率，公式简化得取，计算地，。选用的公制漆包线。原边需求的导线股数计算公式子为其中为，为，取，，代入公式得取股并绕。副边需要的导线股数计算公式为其中，为，取，，代入公式得取股并绕。输出整流回路设计输出整流回路如图所示，高频变压器产生的高频交变电压电流通过快恢复二极管的整流和滤波电容电感的滤波变换成符合要求的直流电压电流。副边采用全桥式整流，下面是对各部分器件的分析与计算。图输出整流回路的结构整流二极管的选择由于整流二极管工作在高频状态，选用快恢复二极管，主要考虑参数包括耐压值和电流值。变压器副边的输出电压峰值计算公式如下其中，，代入得，考虑到安全裕量，整流二极管的耐压值取。输出整流管的最大电流有,考虑到安全裕量，取二极管的额定电流为，由此，我们选用快恢复二极管。滤波电感的选择选取滤波电感时，应该保证输出电流连续，滤波电感的计算公式子如下其中值取额定输出电流的，代入公式得实际取。滤波电容的选择输出滤波电容的选择直接决定输出直流电源的纹波大小，输出滤波电容的最小值的目录摘要绪论研究的背景及意义当前铅酸蓄电池快速充电方法的研究情况本文的主要研究内容方案本文的主要内容本文的研究方案铅酸蓄电池充放电原理铅酸蓄电池简介铅酸蓄电池结构铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池的工作特性高频谐振式修复技术修复原理修复电路铅酸蓄电池的充电方法供电电源主变换器的设计主变换器的参数指标半桥型软开关电路的工作原理半桥型软开关电路参数设计电源功率回路的设计滤波器的设计输入整流回路的设计功率器件选型高频变压器设计输出整流回路设计控制芯片及外围电路设计简介工作原理控制器的构成高频谐波电路功率回路设计高频谐波电路结构及工作过程高频谐波电路参数设计高频谐波电路控制回路设计简介的工作原理控制器的构成正负脉冲充电电路分析与设计,传统的正负脉冲充电电路分析馈能式正负脉冲充电电路框图开关电源主电路设计主电路的参数指标全桥整流电路工作原理主电路工作原理控制电路工作原理充放电电路设计电路仿真电路仿真单端正激电路的仿真双向电路的仿真结束语参考文献致谢馈能式铅酸蓄电池快速充电方法的研究王全震山东农业大学机械与电子工程学院泰安摘要二十世纪以来，在电动自行车电动汽车互联网通讯等各个领域，铅酸蓄电池的应用范围十分广泛。随之而来，电池的失效报废修复等问题日益突出。针对铅酸蓄电池在充电放电过程中存在的电解液结晶极板硫化等问题，本文设计了种新型的高频谐振式修复系统。该系统运用恒压电源叠加高频谐波信号的方法，产生频率范围极宽的谐波信号。该谐波信号将与硫酸铅晶体发生谐振，将各种体积和形状的硫酸铅晶体溶解，从而消除了铅酸蓄电池的硫化，进而恢复蓄电池原有容量。本文的研究内容如下研究分析半桥软开关电源拓扑电路。分析该电路的工作过程分析该电路电压和电流波形，设计与之适应的滤波器输入整流电路高频变压器输出整流回路等相关电路，另外，设计供电电路的控制电路。高频谐波电路中主电路的设计。分析了高频谐波回路的电路结构及其工作过程，同时对电路中元件的参数进行计算并选型，另外，设计高频谐波回路的控制电路，该电路以控制芯片为核心，本文介绍了工作原理和控制器电路的构成。修复仪控制系统的软件设计。本文以单片机为基础，设计了主要包括开关管控制容量选择等多个智能模块。对系统软件主程序和部分关键程序的仿真和分析。基于和软件的开发平台对所设计的程序进行了仿真及试验，并根据实验结个部分的程序。关键词铅酸蓄电池高频谐振单片机充电修复系统,