资源描述：
《基于UC3845实现的锂离子动力电池充电单元的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第23卷第2期 佳木斯大学学报(自然科学版)Vol.23No.22005 年04月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Apr.2005文章编号:1008-1402(2005)02-0177-03基于UC3845实现的锂离子动力电池充电单元的研究①122刘 吉吉, 邓宇航, 于彦君(1.哈尔滨商业大学,黑龙江哈尔滨150076;2.哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001)摘 要:根据锂离子动力电池电动汽车车载充电的要求,提出了一种多组
2、单元串联的充电电源结构,针对单端正激式充电单元主电路,基于电流型控制器UC3845设计了充电单元控制系统,着重介绍了电流检测内环、恒流-恒压输出特性控制外环的工作原理.关键词:锂离子动力电池;充电单元;恒流-恒压中图分类号:TM921.5 文献标识码:A在电动汽车使用的能量源中,锂离子动力电池由于具有无记忆效应、无污染、比能量高等优点引起了电动汽车行业的普遍重视.电池的充电电源是电动汽车不可缺少的子系统之一,车载式充电电源能够充分发挥锂离子动力电池可随时补充能量的突出优点、克服电动汽车续驶里程短的缺
3、点,但在比功率、效率、可[1]靠性等方面的要求较为严格,而控制电路是实现充电电源性能的关键.因此,本文对车载式锂离子动力电池充电电源进行介绍,重点研究充电单元控制电路的实现.1 充电电源的总体结构为了满足电动汽车动力性的要求,电动汽车要求多个锂离子动力电池单体串联工作.在充电过程中,既要防止电池单体能量不均和过充的问题,又要满足车载式充电电源在比功率、可靠性等方面的严格要求,综合以上两个方面考虑,本文提出了一种多组式串联的电路总体结构方案,其结构如图1所示.为了满足充电电源在可靠性方面的性能要求,充电单
4、元的主电路采用电路结构简单、工作可靠性高的单端正激式主拓扑结构.2 充电单元控制电路的实现控制电路的设计是以电池的电化学特性为基础的,根据锂离子动力电池的电化学特性,应采用恒流-恒压的充电方式对其充电,这就要求控制电路能够实[2]现对充电单元输出的恒流-恒压调节.在本系统中,选用电流型PWM控制器UC3845为核心来实现对充电单元的恒流-恒压控制,电流型控制技术是在传统图1 电路的总体结构的电压型控制技术基础上加入了电流反馈内环,使系统具有快速的瞬态响应及高度的稳定性,过载及短路[3]保护简单.①收稿日
5、期:2005-01-14作者简介:刘吉吉(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨商业大学计算机与信息学院高级讲师.178佳木斯大学学报(自然科学版)2005年2.1UC3845芯片简介UC3845是一种频率可以任意设定的脉宽调制器,其内部结构如图2,它含有振荡频率由外接元件RT,CT(4脚)确定的锯齿波振荡器.芯片通过内部误差放大器构成反馈外环,2脚接外环反馈信号,利用3脚电流检测及电流检测比较器形成电流检测内环,具有完善的欠电压、过电压及过电流保护功能.2.2 控制系统组成充电单元的控制系统如图3所
6、示.系统采用线性光耦耦合器PS2561-1组成光耦反馈网络,既实现了[4,5]主电路和控制电路之间的电气隔离,又实现了数据的比例传输.图2UC3845的内部结构框图 图3 控制系统的组成 3 控制环路的工作原理该控制系统是一个双闭环系统,内环是一个电流检测环,可实现电路的过流和短路保护功能;外环由两个环路组成,分别实现系统的恒流控制和恒压控制.3.1 电流检测内环的工作原理电流检测内环是在主功率开关管Q1源极加一检测电阻RS,将检测值引入到UC3845的管脚3,即电流检
7、测比较器的同相输入端.正常运行时,检测电阻RS的峰值电流由误差放大器E/A控制,电流峰值为:IS=(Ve-1.4V)/(3RS)由于电流测定比较器反向输入端的箝位电压为1V,故最大电流限制在IS=1V/RS,系统在负载电流过大时就可以关断输出,使得系统的过流及短路保护十分简单.由于高频变压器初级电感的作用,图3中功率开关管Q1开通时检测电流IS会产生电流尖峰,该尖峰将影响电路的稳定性,为了抑制电流尖峰对系统稳定性的影响,在电流检测输入端3脚和RS之间加入小的RC滤波电路滤去电流尖峰,图3中的电阻R11、
8、电容C11构成滤波电路.3.2 恒流-恒压外环的工作原理外环有两个控制回路,一个是电压控制环,另一个为电流控制环.电压控制环由可控精密稳压源SHR1、稳压管Z1、电阻R3,R4,电位器VR1组成.电流控制环由输出电流检测电阻、可控精密稳压源SHR2、晶体管Q2、电阻RJ,R6、电位器VR2、电容C3组成,其中C3为频率补偿第2期刘吉吉,等:基于UC3845实现的锂离子动力电池充电单元的研究179电容,防止环路产生自激振荡.选用TL431作为
