本文關(guān)鍵詞：恒流恒壓模式鋰離子電池充電器的設(shè)計(jì)

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【摘要】：鋰離子電池因具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、放電電壓高,無(wú)記憶效應(yīng)以及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛使用。但是由于鋰離子電池相對(duì)脆弱的特性,使其對(duì)充電電路提出了相對(duì)嚴(yán)苛的要求。在此背景下本文設(shè)計(jì)了一款額定輸出電壓42V,額定輸出電流4A的鋰離子電池充電器。本文首先從鋰離子電池化學(xué)原理入手,通過(guò)對(duì)鋰離子電池充放電特性以及常用充電方法等內(nèi)容的研究,在此基礎(chǔ)上確定了鋰離子電池充電器的總體方案。本文采用恒流恒壓充電法。充電初期為恒流階段,使用大電流對(duì)電池充電,實(shí)現(xiàn)快速充電的目的。第二階段為恒壓階段,確保電池充滿(mǎn)。充電器的前級(jí)采用PFC變換器,在比較了PFC變換器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合PFC變換器具體的應(yīng)用環(huán)境,確定了PFC變換器為Boost型電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器。Boost型電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器具有控制電路簡(jiǎn)單、功率因數(shù)高以及效率高等優(yōu)點(diǎn),適用于中小功率場(chǎng)合。文中對(duì)電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器的工作原理和主電路參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)。選擇L6561作為控制芯片,并設(shè)計(jì)了一款基于L6561的電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器。充電器的后級(jí)采用DC/DC變換器。分析比較了幾種常見(jiàn)的隔離型DC/DC變換器的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合具體應(yīng)用的場(chǎng)合,選用了雙管正激DC/DC變換電路作為充電器主電路。雙管正激DC/DC變換器由于開(kāi)關(guān)電壓應(yīng)力小、具有內(nèi)在抗橋臂直通的能力以及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)使得它具有廣泛的應(yīng)用。文中詳細(xì)分析了雙管正激DC/DC變換電路的基本工作原理。采用PWM控制器SG3525作為雙管正激DC/DC變換器的控制芯片,詳細(xì)闡述了基于SG3525芯片恒流恒壓電路的設(shè)計(jì)。本文采用電流與電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)方式,實(shí)現(xiàn)恒流恒壓階段的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。最后詳細(xì)介紹了雙管正激DC/DC變換器主電路參數(shù)的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上研制了一臺(tái)樣機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了方案的可行性。該鋰離子電池充電器具有控制精度高,變換效率高,體積重量小,可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 恒流恒壓模式 功率因數(shù)校正 臨界導(dǎo)通模式 雙管正激變換器
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM46;TM912
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 符號(hào)列表14-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 蓄電池類(lèi)別及性能17-22
• 1.2.1 鉛酸蓄電池17-18
• 1.2.2 鎳鎘電池18-19
• 1.2.3 鎳氫電池19-20
• 1.2.4 鋰離子電池20-22
• 1.3 鋰離子電池充電器的研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容23-24
• 第二章 鋰離子電池充電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-34
• 2.1 鋰離子電池的工作原理24-25
• 2.1.1 金屬鋰電池和鋰離子電池24
• 2.1.2 鋰離子電池化學(xué)反應(yīng)原理24-25
• 2.2 鋰離子電池的充放電特性25-27
• 2.2.1 充電特性25-27
• 2.2.2 放電特性27
• 2.3 鋰離子電池充電的主要方法27-29
• 2.4 充電器系統(tǒng)方案29-33
• 2.4.1 充電策略29-30
• 2.4.2 充電器總體方案設(shè)計(jì)30-33
• 2.4.3 充電器設(shè)計(jì)目標(biāo)33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器原理及設(shè)計(jì)34-52
• 3.1 功率因數(shù)的定義34-35
• 3.2 電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器原理35-40
• 3.2.1 開(kāi)關(guān)模態(tài)36-37
• 3.2.2 半個(gè)工頻周期內(nèi)的特性37-40
• 3.3 電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器設(shè)計(jì)40-48
• 3.3.1 控制框圖40-41
• 3.3.2 控制芯片介紹41-43
• 3.3.3 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)43-47
• 3.3.4 控制電路參數(shù)設(shè)計(jì)47-48
• 3.4 損耗分析48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第四章 雙管正激DC/DC變換器原理及設(shè)計(jì)52-72
• 4.1 雙管正激DC/DC變換器工作原理52-54
• 4.2 雙管正激DC/DC變換器設(shè)計(jì)54-65
• 4.2.1 控制框圖54-55
• 4.2.2 控制芯片介紹55-57
• 4.2.3 控制電路及保護(hù)電路設(shè)計(jì)57-59
• 4.2.4 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)59-65
• 4.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)65-66
• 4.4 損耗分析66-67
• 4.5 輔助電源設(shè)計(jì)67-71
• 4.5.1 控制芯片介紹67-68
• 4.5.2 電路設(shè)計(jì)68-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果72-80
• 5.1 電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器實(shí)驗(yàn)結(jié)果72-74
• 5.2 雙管正激DC/DC變換器實(shí)驗(yàn)結(jié)果74-76
• 5.3 恒流恒壓特性76-77
• 5.4 樣機(jī)效率77-79
• 5.4.1 電流臨界斷續(xù)模式PFC變換器效率77
• 5.4.2 雙管正激DC/DC變換器效率77-78
• 5.4.3 整機(jī)效率78-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第六章 工作總結(jié)與展望80-82
• 6.1 本文的主要工作80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀學(xué)位期間本人出版或公開(kāi)發(fā)表的論著、論文86-87
• 致謝87-88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：650626