一种大容量充电电池的 DC-DC充电器设计与实现.pdf

《一种大容量充电电池的 DC-DC充电器设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、一种大容量充电电池的ＤＣ－ＤＣ充电器设计与实现胡玫，等倡一种大容量充电电池的DC－DC充电器设计与实现胡玫，王永喜，刘保录（兰州工业学院电子信息工程学院甘肃兰州，７３００５０）摘要：针对大容量充电电池（容量大于２０００ｍＡｈ）的充电器的电流变化率和能量转换效率低，设计一款输出电压为１８Ｖ～２４Ｖ，最大输出电流为２Ａ的ＤＣ－ＤＣ充电器。充电器电路采用ＢＵＣＫ（降压型）开关电源的基本结构，主要包括大功率开关管、ＬＣ储能滤波电路以及光耦隔离电路。同时利用单片机、键盘、显示器以及电流传感器等电路实现了输出电流的检测、显示以及步进可调的功能。测试结果表明，室温下输入电压为２４Ｖ～３６Ｖ时，输出电

2、流在１Ａ～２Ａ范围内以０畅１Ａ步进可调，电流变化率不大于２％，电能转换效率可达９０％。关键词：充电电池；开关电源；开关管；电流变化率；转换效率中图分类号：ＴＭ３６８文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．１４０１６／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－９２２７．２０１６．０３．０４６Abstract：ＡＤＣ－ＤＣｃｈａｒｇｅｒｏｆｔｈｅｈｉｇｈ－ｃａｐａｃｉｔｙｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｂａｔｔｅｒｙｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ２０００ｍＡｈｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈｍａｘｉｍａｌｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｏｆ２Ａａｎｄ１８Ｖ～２４Ｖｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅ，ｂｅｃａｕｓｅ

3、ｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｅｏｆｃｈａｎｇｅａｎｄｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃｈａｒｇｅｒａｒｅｌｏｗｅｒ．ＴｈｅｃｈａｒｇｅｒｃｉｒｃｕｉｔａｄｏｐｔｓｔｈｅＢＵＣＫｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｎｄｔｈｅｎｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓｗｉｔｃｈｔｕｂｅ，ＬＣｅｎｅｒｇｙ－ｓｔｏｒａｇｅｆｉｌｔｅｒｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｏｐｔｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｉｓｏｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｓｏｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇａｎｄｓｔｅｐｐｉｎｇａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｒｅａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｉ

4、ｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｋｅｙｂｏａｒｄ，ｍｏｎｉｔｏｒ，ａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｓｅｎｓｏｒｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｏｆ２４～３６Ｖａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｉｓ１Ａ～２Ａｗｉｔｈｓｔｅｐｐｉｎｇａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆ０畅１Ａ．Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｅｏｆｃｈａｎｇｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ２％ａｎｄｔｒａｎｓｆｅｒＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃａｎｒｅａｃｈ９０％．Keywords：ＲｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅＢａｔｔｅｒｙ；ＳｗｉｔｃｈｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐ

5、ｐｌｙ；ＳｗｉｔｃｈＴｕｂｅ；ＣｕｒｒｅｎｔＲａｔｅｏｆＣｈａｎｇｅ；ＴｒａｎｓｆｅｒＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ组成。由单片机产生的ＰＷＭ信号控制ＤＣ－ＤＣ充电器主电０引言路中的开关管的导通和截止，使输出电压Ｕ１稳定在１８Ｖ～随着便携式电子产品的高速发展和可循环使用的产品的２４Ｖ的范围内，同时利用电流传感器检测输出电流，再经Ａ／Ｄ广泛应用，大容量充电电池的需求也日益增加，与之匹配的充转换器转换为数字电压信号，送给单片机后，进行显示。通过电器则要求有更高的精度，可靠性，效率以及更低的成本。而按键调整ＰＷＭ信号的占空比就可间接调整ＤＣ－ＤＣ充电器开关电源在低功耗、高效率、高精度等方面有突出优点，

6、所以主电路的输出电流，达到输出电流步进可调的功能。普通线性稳压电源逐渐被开关电源所取代，广泛应用于便携式电子设备的充电电池的供电电源中［１～３］。２功能模块电路设计［４～６］本文采用ＢＵＣＫ（降压型）开关电源的基本结构，设２畅１ＤＣ－ＤＣ充电器主电路计了一款输出电压为１８～２４Ｖ，最大输出电流为２Ａ的ＤＣ－一节大容量充电电池的终止电压约为２畅８５Ｖ，饱和电压ＤＣ充电器。该充电器具有检测、显示以及步进可调输出电流约为４畅２Ｖ，因此ＤＣ－ＤＣ充电器主电路的输出电压为２畅８５Ｖ的功能。测试结果表明，室温下输入电压为２４Ｖ～３６Ｖ时，输～４畅２Ｖ，现以５节容量为２２００ｍＡｈ的１８６５０型充电

7、电池设计出电流在１Ａ～２Ａ范围内以０畅１Ａ步进可调，电流变化率不大ＤＣ－ＤＣ充电器主电路，因此该电路的输出电压Ｕ１为１８Ｖ于２％，电能转换效率可达９０％。～２４Ｖ。ＤＣ－ＤＣ充电器主电路采用ＢＵＣＫ（降压型）开关电源的１ＤＣ－ＤＣ充电器的系统结构基本结构，主要由大功率开关管、ＬＣ储能滤波电路以及光耦［７～１０］隔离电路组成，如图２所示。单片机提供的ＰＷＭ信号，经由ＨＣＰＬ２６３０光电耦合器接至开关管，控制开关管的通断工作。通过改变ＰＷＭ的占空比