【摘要】：隨著化石能源的消耗和環(huán)境的惡化,可持續(xù)發(fā)展越來越受到人們的重視。鋰電池由于其比能量高、自放電小、無記憶性、循環(huán)壽命長等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)各種電力儲能設(shè)備中,例如可攜帶移動電子產(chǎn)品、航空航天、電動汽車等。隨著鋰電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展,鋰電池方向的相關(guān)人才的需求也急劇攀升。針對鋰電池及其相關(guān)專業(yè)的高職院校學生的實訓教學課程,本文設(shè)計了一臺小功率鋰電池充放電設(shè)備,既可以對鋰電池進行恒流恒壓充電,也可以對鋰電池進行恒流限壓放電。本文首先選擇半橋型變換器為主要研究對象,分析了它的工作原理和特點,基于MATLAB/Simulink仿真軟件根據(jù)電路的參數(shù)對其設(shè)計進行軟件仿真,搭建了電力電子平臺,驗證了電路的可行性。但是半橋型變換器工作在高階降壓模式時,占空比過小,電路不能穩(wěn)定輸出。為解決這些問題,本文對一種抽頭電感(Tapped Inductor,簡稱TI)半橋降壓變換器的工作原理進行了理論分析,并對其進行改造,使其功率可以雙向流動。對其中的耦合電感進行了匝數(shù)選擇和參數(shù)計算,并對該電路進行了軟件仿真,驗證了理論的正確性。其次對半橋型變換器的控制電路進行設(shè)計。首先對鋰電池充放電方法進行簡單介紹,基于恒流恒壓充電和恒流限壓放電方法進行控制電路的原理分析。然后對鋰電池測試芯片、脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation,簡稱PWM)控制器芯片、驅(qū)動芯片進行選型,并對鋰電池測試芯片進行電路設(shè)計和環(huán)路參數(shù)計算,對PWM脈沖電路進行工作頻率設(shè)置、最大占空比設(shè)置、軟啟動時間設(shè)置、工作模式設(shè)置,對驅(qū)動電路進行外圍電路的參數(shù)計算和設(shè)計。最后,根據(jù)上述半橋型變換器主電路和控制電路的原理分析、器件選型、電路設(shè)計,搭建了相應(yīng)的電路實驗平臺,對變換器的主電路和控制電路各模塊進行檢測和調(diào)試,使變換器可以實現(xiàn)對1～4串鋰電池充放電的目標。
【圖文】：

（２）邋Ｂｏｏｓｔ模式仿真逡逑１）邐＾＝２Ｖ逡逑圖２－１０是半橋型電路工作在Ｂｏｏｓｔ模ＳＦＭ，＝２Ｖ時，功率反向傳輸?shù)闹饕ㄥ义闲�。由公式（２－８）計算得下管占空比Ｚｂ為０．９２。圖２－１０（ａ）和２－１０（ｂ）分別為上下逡逑管的驅(qū)動脈沖，即上管保持截止，下管以０．９２的占空比工作。圖２－１０（ｃ）為電感電逡逑流波形，下管Ｑ２開通時電感電流線性增長，關(guān)斷時電感電流線性下降。圖２－１０（ｄ）逡逑為電源側(cè)電壓波形。逡逑１邐！邐ｊ邐｜邐！邐！邐１邐｛邐邐１邐１邐！邐１邐！邐１邐！邐逡逑ＣｓＪ邋＾邐｜｜邐＿邋｜｜邐ＩＩ逡逑Ｑ邋０．５－邐邐一邐邋邐－邐—邋．邐－邋ｑ逡逑與邐與’逡逑忘邐０邋邐粑邐０．５邐－邐－逡逑＾邋ｎｃ邐邐邐Ｊ邐１邐ｉ邐邋婦逡逑N邋＿0．５邐：邐Ｍ邋一逡逑－１邐１邐邐１邐１邐１邐邐邐邐Ｉ邋0邐＜邐１邐ｉ——＊邐１邐１邐邐—逡逑０．１０００８邋０．１００１邋０．１００１２邋０．１００１４邋０．１００１６邋０．１００１８邋０．１００２邐０．１０００８邋０．１００１邋０．１００１２邋０．１００１４邋０．１００１６邋０．１００１８邋０．１００２逡逑時間／Ｓ邐時間／Ｓ逡逑ａ）邐ｂ）逡逑0卜．邋．．Ｉ邐…………－？：—４—ｉ．．．．．．．．——ｊ邋、邐ｊ邋■邐；邐■邐ｉ邋ｎ逡逑ｇ邐＞逡逑ｉ邋－５邋—－—．Ｉ邐邐邐一一－———————：…．－Ｉ３。卜—逡逑u族巍鰣澹掊危危誨危危危哄�；艺d義希掊澹，

本文編號：2683106