電動車充電站畢業論文-資料下載頁

【導讀】容量大、跟隨負荷輸出特性好、無記憶效應等優點。但傳統的常規充電時間過長，快速。充電技術至今仍未能完全解決，嚴重地制約著電動車的發展。基于此，本文提出了一種。控制開關電源的脈沖頻率和占空比，從而調節充電電流和電壓，實現對蓄電池的。分級慢脈沖充電。這個方案不僅可實現快速充電，同時可以減少析氣，消除硫化，進行。均衡充電，從而大大地延長了鉛酸蓄電池的使用壽命。LM324是四運放集成芯片....

　　

【正文】 — 地址鎖 存允許信號。對應 ALE上跳沿， A、 B、 C 地址狀態送入地址鎖存器中。 START(6 腳 )—轉換啟動信號。 START 上升沿時，復位 ADC0809； START 下降沿時啟動芯片，開始進行A/D 轉換；在 A/D 轉換期間， START 應保持 低電平。 在本電路中，將 ALE和 START 進行線與，由單片機的 WR 和 引腳通過與非門和反相器來控制 ADC0809 的地址鎖存和模數轉換的啟動。 OE(9 腳 )— 輸出允許信號。用于控制三態輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據。 OE=0，輸出數據線呈高阻； OE=1，輸出轉換得到的數據。 由單片 機的 RD和 引腳通過與非門和反相器來打開 ADC0809 三態輸出鎖存器 。如圖 16 所示： 圖 16 模數轉換模塊電路 電源電路設計 12V電源電路采用的是三端固定式穩壓器 LM7812，由蓄電池直接接入 LM7812的輸入端，輸入和輸出端與地之間除接有大容量的 470UF電解電容濾波外，還并聯了一個小容量為 。電解電容用于抑制芯片的自激振蕩，瓷介電容用于壓縮芯片的高頻帶寬，減少高頻噪聲。在輸入端與地之間接有一個 3K的電阻和一個發光二極管，用于指示有無電源的輸入，便于調試和維修 [9]。在輸出端反接一個二極管，用于保護電電動車充電站充電電路設計 20 路。電源電路如圖 17所示： 圖 17 12V電源電路 5V 電源用于為單片機以及其它的數字芯片、模擬芯片提供電源。 5V 電源電路采用的是三端固定式穩壓器 LM7805，由蓄電池直接接入 LM7805 的輸入端，輸入和輸出端與地之間除接有大容量的 470UF 電解電容濾波外，還并聯了一個小容量為 的瓷介電容到地。電解電容用于抑制芯片的自激振蕩，瓷介電容用于壓縮芯片的高頻帶寬，減少高頻噪聲 [10]。在輸入端與地之間接有一個 3K 的電阻和一個發光二極管，用于指示有無電源的輸入， 便于調試和維修。在輸出端反接一個二極管，用于保護電路。由于在本電路中既有強電部分的電路，又有弱電部分的電路，而弱電電路又分為數電部分和模電部分，為提高各部分電路之間的抗干擾能力，在電源電路設計時，將強電的地與弱電的地進行隔離，將數字地與模擬地進行隔離，并將數字電源與模擬電源隔離。它們之間的隔離均采用了 LC 緩沖電路，防止各部分電路之間的相互串入干擾。如圖 18 所示 : 圖 18 5V電源電路 電動車充電站充電電路設計 21 5 充電電路的軟件設計 主程序設計 電動車充電站流程圖如圖 19 所示： 圖 19 電動車充電站流程圖 當用戶開始給充電時，讀寫器開始檢測用戶卡是否存在。若不存在，則有報警提示音。若存在， 在天線所覆蓋的范圍內，讀寫器開始檢測響應沖突，進而使用命令來處理存在的沖突，即通過發送命令可以記錄讀寫器天線覆蓋范圍內的標簽的用戶識別信息，然后利用其唯一性，讀寫器和標簽開始建立獨立的通道進行通信，從而消除沖突。 根據卡返回的序列號，對用戶進行身份驗證 [11]。若是確定某一個用戶，則以電量檢測模塊返回的所需充電度數作為電子付費的依據，對電動車充電，直至充電完成。另外，LCD1286412 屏上顯示電子錢包當前余額。 充電電路軟件設計 系統采用 8位的 ATMEL 單片機 AT89C51 來完成對系統的控制和數據處理，當上電復位后單片機首先對 ADC0809 進行初始化， 測量蓄電池的電壓 ， 讀取由 ADC0809 轉換出來的數字信號 [12]。由單片機換算出蓄電池的實際電壓值，由實際的電壓值決定對蓄電池進行預充電還是恒流充電，并計算出 PWM 波形占空比的大小，然后再輸出頻率為 1KHz 的復位應答 尋卡 防沖突 選卡 用戶身份驗證 有卡？ Y Y N 是此用戶？ 電子支付 開始充電 余額顯示 N 返回 電量計量 Y 充電完成 開始 電動車充電站充電電路設計 22 PWM 波形控制開關管的導通與斷開實現對蓄電池的充電。在充電器對蓄電池進行充電的同時，單片機實時地測量充電的電流和蓄電池的 電壓，并對電流和電壓信號進行處理，不斷地調整 PWM 波形的占空比。當蓄電池充滿電時，單片機控制繼電器，斷開電源停止充電，程序流程圖如下圖所示： 圖 20 充電電路流程圖 ADC0809 軟件設計 在這個軟件模塊設計中，單片機首先向 ADC0809 發送采樣電壓信號轉換的地址，然后向 ADC0809 發送寫信號，即發送地址鎖存和模數轉換啟動信號，之后進入等待狀態。當 ADC0809 模數轉換結束發出中斷信號，單片機收到中斷后，進入中斷子程序，接著向ADC0809 發 出讀信號，讀出采樣電壓信號。接下來就是讀取采樣電流信號，單片機向ADC0809 發送采樣電流信號轉換的地址，然后向 ADC0809 發送寫信號，即發送地址鎖存和模數轉換啟動信號，之后進入等待狀態。當 ADC0809 模數轉換結束發出中斷信號，單片機收到中斷后，進入中斷子程序，接著向 ADC0809 發出讀信號，讀出采樣電流信號，開始 初始化 啟動模 數轉換 讀取電壓幅值 U10V? 恒流充電 讀取電 壓幅值 U40V? N 預充電 Y N 停止充電 U48V？ 讀取電 壓幅值 涓流充電 U45V？ 讀取電 壓幅值 恒壓充電 N Y Y Y N 電動車充電站充電電路設計 23 程序流程圖如下圖所示 : 圖 21 模數轉換啟動與數據讀取程序流程圖 電源通斷控制軟件設計 在傳統的的充電電路中并沒有設計有自動閉合與關 斷電源的電路，這就使蓄電池在充滿電后，充電電路仍在對它進行充電。結果是蓄電池過充電，使得蓄電池的壽命減小，浪費能 源。在本系統的設計中增加了一個電源閉合與關斷的控制電路，并用軟件控制其關斷與閉合。把蓄電池接入進行充電時，首先檢測它的電壓，如果電壓小于 48V則給晶閘管門極一個脈沖，使晶閘管導通給蓄電池充電。然后單片機不斷地測量蓄電池的電壓，當電壓到達 48V 時，通過單片機的控制斷開電源停止充電，程序流程圖如下圖所示 : 圖 22 電源控制程序流程圖 測量電壓 開始 U=48V? 晶閘管導通 繼電器線圈通電 SCR 門極斷電 結束 N Y 開始 發送電壓 通道地址 啟動模 數轉換 延時 發送讀信號 讀取電壓數據 發送電流地址 啟動模數轉換 延時 發送讀信號 讀取電流數據 結束 電動車充電站充電電路設計 24 結束語 經過 一段時間的準備，終于完成了電動車充電站充電電路設計的全部工作，雖然沒有完全達到設計要求，但是一路走過來 ,我覺得這個過程還是很重要的，收獲也是頗多的。 本課題通過采用單片機技術和 RFID技術實現電動車充電站設計 ,主要有三個功能，電量檢測功能、 RFID電子錢包功能和充電功能。而此設計的主要內容是實現充電功能，將 220V市電通過一系列的轉換與控制輸出穩定的電壓對電動車進行充電。在分析了傳統的充電方式之后，本文提出了四階段式智能充電的方法，實現對蓄電池的分級慢 脈沖充電 。與傳統的充電電路相比，本設計中增加了一個電源閉 合與關斷的控制電路，并用軟件控制關斷與閉合。同時，由于充電技術性能參數受到多方因素的影響， 這就決定了參數的確定需要在電動車的 實際運營過程中進行跟蹤監測和檢驗。 在本次設計的過程中，我也遇見了很多的問題，一開始以為這個設計目的和方法很清晰，但開始著手做的時候，很多具體的細節問題便出現了，許多東西都需要自己先去摸索，再搜集相關的資料，例如： 要 去設計 ADC0809 模 塊時， 就必需要熟習其詳細資料和功能用途以及在具體的電路中應該注意的問題。還有需要懂得電路制圖軟 件 DXP 等的熟練操作。這一切都要花時間去不斷的嘗試與練習 ，主要是硬件電路這塊。 總體說來，在整個畢業論文設計的過程中，我學到了做任何事情所要有的態度和心態，認識到只有不斷地學習，各方面的知識都充分地接觸，才能為今后更好地發展打下基石。 本文的研究還存在不足和疏漏之處，將在未來的研究和實踐中不斷地改進和完善，以期望得到更好的設計方法和性能。 電動車充電站充電電路設計 25 參考文獻 [1] 周志敏，周紀海．開關電源實用技術設計與應用［ M］ .北京：人民郵電出版社， :201215 [2] 孫立群，張寶金．電動自行車充電器維修［ M］ .北京：人民郵電出版社， :106134 [3] 錢逸秋 .單片機原理與應用［ M］ .北京 :電子工業出版社， :5678 [4] 楊幫文．實用電池充電器與保護器電路集錦［ M］ .電子工業出版社， :89103 [5] 段晨東，張文革，李斌 .單片機原理及接口技術［ M］ .北京：清華大學出版社， :202205 [6] 晏澤昕 .230MHz寬帶大功率放大器的研究與實現［ D］ .電子科技大學， :2836 [7] 路秋生 .常用充電器電路與應用［ M］ .北京：機械工業出版社， :83123 [8] 朱松然 .鉛酸蓄電池技術第二版［ M］ .北京：機械工業出版社， :5698 [9] 王鴻麟，錢建立，周曉軍 .智能快速充電器設計與制作［ M］ .北京：科學出版社， :132157 [10] 嚴國萍，龍占超．通信電子線路［ M］ .北京：科學出版社， :108114 [11] 童詩白，華成英．模擬電子技術基礎［ M］ .高等教育出版社， :470483 [12] 趙良炳 .現代電力電子技術［ M］ .清華大學出版社， :82112 [13] 楊宇華 .便攜 式設備節點設計考慮因素 [J].中國科技信息， ： 2125 [14] 彭為，黃科，雷道仲 .單片機典型系統設計實例精講 ［ M］ .電工工業出版社， 2020,5 :237248 [15] Zhang Nannun, New Control principle（ in Chinese）［ M］ .Defence Industry Publishing House, Beijing, :150167 [16] Chips S Power Amplifiers for Communications［ M］ .MA:Artech House,:156176 電動車充電站充電電路設計 26 致謝 通過本次設計，對充電的整個流程的實現有了充分的了解，在這方面的知識面得到了很大的拓寬。同時，在設計的過程中由于時間較短，自身技術的不成熟，設計中仍存在很大的不足，希望在今后的學習中能夠不斷改進。設計實現過程中得到了郭建昌老師在百忙之中不厭其煩的、精心的輔導才能使我在有限的時間內順利地完成設計。在此，對幫助過我的同學、和教誨過我的各位老師表示忠心的感謝，特別是我的指導教師郭老師，郭老 師淵博的學識、敏銳的思維、深刻的洞察力、迅速把握核心問題和解決問題的能力為我展示了一名學者的風范，也潛移默化的成為激勵我求知上進的動力。都是我倍受感動并受益匪淺的，同時也是我將來學習、生活和工作的榜樣。 再次感謝郭老師在學習和生活上對我的教育和關心。感謝電子與電氣工程系的所有老師，感謝所有任課老師教給我的基礎與專業知識，讓我能在這次論文及以后的工作中展開運用。 感謝電子信息工程班的全體同學，是你們的幫助、支持和勉勵讓我有了今天的成績。同窗之誼，我將終身難忘，希望我們之后能繼續的互幫互助，相互勉勵！ 向審閱和 評議本論文的各位專家學者表示由衷的感謝和敬意 !最后感謝學院、母校對我的培養！祝福各位老師和同學工作順利！祝母校明天更加輝煌！ 我愿在未來的學習和研究中，以更加努力的學習，兢兢業業的工作來報答曾經給予我關心、幫助和支持的老師和同學們！