恒流恒压模式锂离子电池充电器的设计

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1、SOOCHOWUNIVERSITY硕士专业学位论文论文题目______恒流恒压模式锂离子电池充电器的设计研究生姓名___________________杨明华______指导教师姓名^___________________张友军______专业名称__________________控制工程_____研究方向_________电力电子变换及其控制技术论文提交日期2015年4月本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外5本论文不含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果

2、，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体s均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。论文作者签名s^^日期.赠1d苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即；学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社)、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可

3、以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属在______年_月解密后适用本规定。非涉密论文i论文作者签名s搞一fJ期：恒流恒压模式锂离子电池充电器的设计恒流恒压模式锂离子电池充电器的设计摘要锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、放电电压高，无记忆效应以及无污染等优点而得到广泛使用。但是由于锂离子电池相对脆弱的特性，使其对充电电路提出了相对严苛的要求。在此背景下本文设计了一款额定输出电压42V，额定输出电流4A的锂离子电池充电器。本文首先从锂离子电池

4、化学原理入手，通过对锂离子电池充放电特性以及常用充电方法等内容的研究，在此基础上确定了锂离子电池充电器的总体方案。本文采用恒流恒压充电法。充电初期为恒流阶段，使用大电流对电池充电，实现快速充电的目的。第二阶段为恒压阶段，确保电池充满。充电器的前级采用PFC变换器，在比较了PFC变换器主电路拓扑结构优缺点的基础上，结合PFC变换器具体的应用环境，确定了PFC变换器为Boost型电流临界断续模式PFC变换器。Boost型电流临界断续模式PFC变换器具有控制电路简单、功率因数高以及效率高等优点，适用于中小功率场合。文中对电流临界断续模式P

5、FC变换器的工作原理和主电路参数进行了详细的推导。选择L6561作为控制芯片，并设计了一款基于L6561的电流临界断续模式PFC变换器。充电器的后级采用DC/DC变换器。分析比较了几种常见的隔离型DC/DC变换器的优缺点，结合具体应用的场合，选用了双管正激DC/DC变换电路作为充电器主电路。双管正激DC/DC变换器由于开关电压应力小、具有内在抗桥臂直通的能力以及可靠性高等优点使得它具有广泛的应用。文中详细分析了双管正激DC/DC变换电路的基本工作原理。采用PWM控制器SG3525作为双管正激DC/DC变换器的控制芯片，详细阐述了基于

6、SG3525芯片恒流恒压电路的设计。本文采用电流与电压闭环调节方式，实现恒流恒压阶段的自动转换。最后详细介绍了双管正激DC/DC变换器主电路参数的设计。在此基础上研制了一台样机，实验结果验证了方案的可行性。该锂离子电池充电I恒流恒压模式锂离子电池充电器的设计器具有控制精度高，变换效率高，体积重量小，可靠性高等优点。关键词：锂离子电池；恒流恒压模式；功率因数校正；临界导通模式；双管正激变换器作者：杨明华指导教师：张友军II恒流恒压模式锂离子电池充电器的设计DesignofLi-ionbatterychargerbasedonconst

7、ant-current/constant-voltagestrategyAbstractLi-ionbatteryisbeingusedwidelybecauseofitsuniqueadvantages,suchashighenergydensity,longlife,highoperationvoltage,pollution-freeandabsenceofmemoryeffects.However,itputsforwardrelativelystringentrequirementsonthechargerbecausei

8、tscomparativefragility.Inthesis,aLi-ionchargerwasdesigned.Itsoutputvoltageis42Vandoutputcurrentis4A.BystudyingLi-ionb