電動車充電器_畢業(yè)論文設(shè)計-資料下載頁

【導(dǎo)讀】隨著電動車的普及，電動車充電器的使用也越來越廣泛。充電器的種類很多，其原理大同小異。物美價廉使其得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計是基于對電動車充電，采。用普通的電子元件、不用昂貴的專用集成電路，既便于制作又降低制作費(fèi)用。池進(jìn)行充電，同時本電路具有電壓保護(hù)電路及燈光指示充電狀態(tài)的功能。運(yùn)算放大器起到過流保護(hù)、穩(wěn)定輸出電壓、控制充放電狀態(tài)等作用。要從總體方案設(shè)計、基本電路介紹、單元電路設(shè)計等方面進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

　　

【正文】 為 * =，經(jīng)過 R1 R22 的分壓，使得分壓點(diǎn)電位為低于 0V（ R22 的另一端電位為 ），送到 U2C 的反向輸入端，與其同相輸入端的 0V 比較，使得 U2C 輸出為趨向于增大，經(jīng) D1 R10 送到 PC817 光電耦合器，其發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)內(nèi)部三極管易于導(dǎo)通， Q2 趨于飽和， Q1 柵極電位降低，漏源之間趨向斷開，從而使輸出電壓降低，輸出的電流負(fù)載下降，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)的作用。 U2D 的工作原理為當(dāng)輸出電壓 44V 因負(fù)載或來電的原因逐漸減小時，經(jīng)R27/ R9 的分壓，將低于 ，送到 U2D 的同向輸入端，與反向輸入端的 比較（ R11 直接接到 TL431 的 ），使 D16 二極管趨于截止，經(jīng) R10 送到 PC817光電耦合器，其發(fā)光強(qiáng)度削弱，內(nèi)部三極管趨于截止， Q2 趨于截止， Q1 柵極電位升高，漏源之間更趨向接通，從而使輸出電壓升高，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。 充電狀態(tài) 指示電路的設(shè)計 該電路主要是 由 LM324 和雙色發(fā)光管 LED2 構(gòu)成 。 LM324 是雙運(yùn)放集成電路 ,這里接成兩個電壓比較器 。 由充電電流取樣電阻 R12 取得的電壓變化信號 ,經(jīng)R18 送入 U2B 的反向輸入端 。 充電初期 ,充電電流較大 ,R18 上 壓降 增大 (注意 :R18上的電壓對地為負(fù)電壓 )。 反向輸入端電位低于正向輸入端電位 ,輸出端 輸出高電平 ,充電指示燈 LED2 點(diǎn)亮 。 當(dāng)電池接近充滿時 ,充電電流減小 ,R18 上的電壓也減低 ,當(dāng) U2B 反向輸入端 電位大于 正向輸入端 電位時 ,U2A 輸入端 變?yōu)榈碗娖?,輸出端 輸出高電平 ,充滿指示燈 LED2 熄滅。電路設(shè)計如圖 。 30 圖 整體調(diào)試 31 第 四 章 整體調(diào)試 整體電路的連接 及工作原理 在連接完各部分電路后對整體電路進(jìn)行連接，整體電路如圖 所示 。 圖 整體電路圖 如圖 的左半部所示，當(dāng)插座 JP1 接上 220V 交流電，且 JP2 與電瓶蓄電池相連接時，有兩種狀態(tài)，一是充電過程，二是充電結(jié)束。 在充電過程中， 1U =220V 交流電經(jīng)整流橋整流和電容濾波后，形成約為2U =300V 的電壓，該電壓只有正向，無反向電壓，最大電壓為 12UURM ? 。當(dāng) 1U =220V 電壓加至變壓器后，變壓器的工作出現(xiàn)兩種狀態(tài)，即 MOS 場效應(yīng)管Q14N90C 的導(dǎo)通與閉合。變壓器變壓后輸出兩個電壓 3U =44V和反向電壓 VEE，由于充電時，蓄電池電壓約為 36V，低于 3U =44V，因此二極管 D8 導(dǎo)通，電流分為兩部分，一部分供給蓄電池充電，另一部分供給圖上半部分。 LED1 導(dǎo)通，一直發(fā)出紅光。上半部分電流經(jīng)穩(wěn)壓二極管 Z2 穩(wěn)壓后形成 4U =15V 電壓，同時Z1 穩(wěn)壓后形成 5U = 電壓。 4U =15V 電壓供給右半部分的指示燈控 制部分，而 5U = 電壓則供給右半部分 U2ALM324 和 U2BLM324 兩個比較器使用。 5U = 電壓與 VEE 之間連接 2 個電阻，經(jīng)電阻分壓后送給 U2ALM324和 U2BLM324 兩個比較器的負(fù)端使用 ，而正端接地，電壓為 0。由于 VEE 電壓在不斷變化，因此輸入比較器負(fù)端的電壓也發(fā)生變化。當(dāng) VEE 達(dá)到負(fù)向最大電壓時， U2BLM324 負(fù)端電壓小于 0V，比正端電壓低， U2BLM324 輸出高電平。二極管 D12 負(fù)端高，正 端低，處于截止?fàn)顟B(tài)，同時， U2ALM324 狀態(tài)相反，輸出低電平，二極管 D11 導(dǎo)通，因此電流流向發(fā)光二極管 LED2，二極管發(fā)出綠光。當(dāng) VEE 未達(dá)到負(fù)向最大電壓時， U2BLM324 輸出低電平， U2ALM324 輸出高電平，二極管 D12 導(dǎo)通， D11 截止，此時發(fā)光二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，不發(fā)綠光。在 32 整個充電過程，發(fā)光二極管 LED2 處于閃爍狀態(tài)。 對于左面的比較器 U2CLM324， VEE 和 5U = 經(jīng)兩個電阻 R1 R22 構(gòu)成分壓， VEE 的變化決定了 U2CLM324 正負(fù)兩 個輸入端的高低，其正輸入端一直處于 0V 電壓狀態(tài)，當(dāng) VEE 達(dá)到最大反向電壓時， U2CLM324 負(fù)端輸入大于 0，比較器輸出低電平， D15 處于截止?fàn)顟B(tài)，光耦合器 U1PC817 無輸入電壓，處于不工作狀態(tài)，因此 Q2 基極無電壓，無法導(dǎo)通， 300V 電壓經(jīng) R R7 供給場效應(yīng)管Q14N90C，場效應(yīng)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，二極管 D5 截止。而當(dāng) VEE 未達(dá)到最大反向電壓時， U2CLM324 負(fù)端輸入小于 0，比較器輸出高電平， D15 處于導(dǎo)通狀態(tài)，光耦合器 U1PC817 有輸入電壓，處于工作狀態(tài)，因此 Q2 基極有電壓，處于導(dǎo)通狀態(tài)， 300V 電壓經(jīng) R3 流入地，場效應(yīng)管無電壓供給，處于斷開狀態(tài)。 在充電完畢時，蓄電池電壓非常接近充電電壓，此時二極管 D8 處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電壓 VEE 較大， U2BLM324 正極輸入電壓大于負(fù)極，一直處于輸出高電平狀態(tài)， U2ALM324 則相反，一直處于輸入低電平狀態(tài)，因此 LED2 一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，一直發(fā)出綠光。對于比較器 U2DLM324，正極輸入電壓此時一直大于負(fù)極輸入電壓輸出為高，而 U2CLM324 也輸出高電平，光耦合器 U1PC817 一直有輸入電壓，因此 Q2 一直處于工作狀態(tài)， 300V 電壓直接經(jīng)過 R3 流入地。此時的場效 應(yīng)管 Q14N90C 無電壓提供，處于斷開狀態(tài)，充電完畢。 調(diào)試及說明 在調(diào)試過程中，將充電器的接 220V 電壓的兩條導(dǎo)線與插頭接好，注意用膠布將接口出包好，以防導(dǎo)線裸露出接觸造成短路，連接完后用萬用表測量插頭兩端是否短路，檢查完畢后將充電電池放入事先購買好的充電插槽中，接入 220V電源，發(fā)光二極管亮，電池兩端產(chǎn)生電壓，則充電開始，經(jīng)過一端時間后檢查電池兩端電壓是否發(fā)生變化，放電電路的檢查也和充電電路的檢查差不多。對于直流輸出，用萬用表測量直流輸出兩端接出導(dǎo)線之間的電壓，用一發(fā)光二極管和電阻串聯(lián)，接入導(dǎo)線兩 端，發(fā)光二極管發(fā)光，則電源可使用。由于變壓器不能直接購買到與電路符合要求的，需自己改繞，所以變壓器有可能造成輸出電壓和電流與理論設(shè)計上的不符合。 雖然充電器的使用元件比較多，但大多比較便宜，花費(fèi)不是很大 調(diào)試注意事項 在調(diào)試的過程中，結(jié)合我的全程制作的經(jīng)驗(yàn)，我覺得還要重點(diǎn)注意以下一些方面： （ 1）經(jīng)過初步的分析設(shè)計后，在制作硬件電路的同時，調(diào)試也在穿插進(jìn)行。這樣有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累，而且不會因?yàn)橐粋€小問題而進(jìn)行整體電路的檢查，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時間。 整體調(diào)試 33 （ 2）由于最高充電電壓由 運(yùn)算放大器的反相基準(zhǔn)端電壓來決定的，而根據(jù)不同的充電電流，需要不同的充電電壓，因此在選取電阻時要經(jīng)過計算，選取適當(dāng)?shù)碾娮?，而?jīng)過計算出的電阻有的不好找，但因?qū)﹄姵氐某潆婋娏饕蟛皇呛車?yán)格，可以用阻值相近的電阻代替。 （ 3）對于變壓器來說，由于是自己纏繞，可能造成與理論上設(shè)計的變壓器產(chǎn)生誤差，影響了充電電流和對外直流輸出電壓。 34 第 五 章 總結(jié)與展望 在畢業(yè)設(shè)計期間通過與別人設(shè)計的對比讓我學(xué)到了很多的東西和認(rèn)識了自身的不足。 在論文寫作以及電路設(shè)計的過程中，有時感覺很辛苦，有時還會產(chǎn)生放棄的念頭，但 是最終堅持了下來，出色的完成了我的畢業(yè)設(shè)計，為了自己的目標(biāo)，更為了自己的選擇。 開始是搜集資料。在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)下，通過各種渠道開始準(zhǔn)備工作，通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等。在設(shè)計課題過程中我查閱了大量的資料和進(jìn)行理論知識的復(fù)習(xí)，查找和畢業(yè)設(shè)計課題有關(guān)的內(nèi)容，設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計方案，通過指導(dǎo)老師的多次修改，最終把設(shè)計方案確定下來了 接下來，我開始對所搜集的資料進(jìn)行整理、分析研究。根據(jù)取其精華，去其糟粕的原則，我撰寫了初稿，并加入了自己新穎的見解，在此期間，我多次與指導(dǎo)老師通過電話或短信以及利 用 Email 進(jìn)行溝通，聽取老師好的建議，積極采納。老師將初稿修改后及時反饋給我，看了之后才發(fā)現(xiàn)論文中的論文漏洞很多，特別是論文的格式問題，有些段落間距設(shè)置不合格，標(biāo)題的字體和大小等，在寫的時候往往把這些給疏漏掉，還有就是頁眉頁腳不同標(biāo)題的設(shè)置問題。 一篇優(yōu)秀的論文不是寫出來的，而是修改出來的，這需要的是耐心，還要用心。在線路的設(shè)計和論文的寫作過程中，我遇到的問題很多，有些是在自己技術(shù)所在范圍之外，每當(dāng)無法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時候，我就會出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒有放棄，而是適時地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，在 同學(xué)老師的幫助下，完成了初次的設(shè)計。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過程中你會收獲很多，其中一點(diǎn)就是互相學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)途徑，在學(xué)習(xí)之后你會感覺到很有成就感，這也是我在完成設(shè)計之后體會到的。 在整個畢業(yè)論文設(shè)計的過程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，對于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。在工作中要學(xué)會與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽取別人的意見，這樣做起事情來就可 以事倍功半。 總體說來，經(jīng)過此次設(shè)計，使我學(xué)會了怎樣根據(jù)要求去設(shè)計電路和調(diào)試電路的方法。鍛煉了自己的細(xì)心和設(shè)計思路，動手能力得到很大的提高。論文的設(shè)計 和實(shí)驗(yàn)成功的展現(xiàn)在我們面前，對自己而言有種收獲的感覺，心里很有成功感！這次的設(shè)計對以后的工作學(xué)習(xí)都有很大的幫助。 總結(jié)與展望 35 致 謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的 指導(dǎo)老 師 張金美老師 表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 在論文工作中， 遇到了 許多麻煩。比如說電路圖工作原理不明確；撰寫論文時條理不清晰及論文格式不正確等，這些都是在張 老 師的親切關(guān)懷和悉心 指導(dǎo) 下一一解決的 ， 從中 使我 獲益匪淺。張 老師 以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘 。 再一次向她 表示衷心的感謝，感謝 她 為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助 ! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向 張 老師 及其他曾關(guān)心 、教導(dǎo)過我的老師 致以最崇高的謝意 ! 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 ! 特別感謝我的 同事郭磊和張元松實(shí)習(xí)期間給予我的幫助 ，以及 同學(xué) 對我的學(xué)習(xí)和生 活所提供的大力支持和關(guān)心 ! 在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 ! 附 錄 36 參考文獻(xiàn) .《中國集成電路大全》 [M].國防工業(yè)出版社 , .《 青少年數(shù)字電路制作指南 》 [M].福建 :科學(xué)技術(shù)出版社 ,1995 .《 電子元器件應(yīng)用手冊 》 [M].人民郵電出版社 , .《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx .8 .《 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽系列叢書 》 [M]. 北京 :航空航天大學(xué)出版社 , 20xx227 .《 模擬集成電路設(shè)計精粹 》 [M]. 清華大學(xué)出版社 , 20xx 年 3 月 ,唐軍 ,曲健 .《 模擬電路分析與設(shè)計基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo) 》 [M].科學(xué)出版社 , 20xx年 5 月 .《 現(xiàn)代集成電路實(shí)用手冊 通用模擬電路分冊 》 [M]科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 ,20xx 年 2 月 .《 電路設(shè)計與制版 — Protel99 入門與提高 》 [M]人民郵電出版社 20xx年 2 月 《電子技術(shù)基礎(chǔ) —— 模擬部分》 [M]高等教育出版社 20xx 年 1 月