本文關(guān)鍵詞： 充電管理 開關(guān)電源 三段式充電曲線 鉛酸電池　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：經(jīng)過了一個半世紀(jì)的發(fā)展,鉛酸電池以其使用壽命長、制造原材料豐富、生產(chǎn)成本低廉、電壓平穩(wěn)特性好等優(yōu)良特性得到了廣泛應(yīng)用。在我國,與電動車配套的鉛酸電池產(chǎn)量連續(xù)數(shù)年居世界第一。但據(jù)統(tǒng)計,由于充電管系統(tǒng)對鉛酸電池充電不當(dāng),大量的鉛酸電池的使用壽命不到其設(shè)計壽命的一半。且現(xiàn)在普遍使用的廉價充電系統(tǒng)絕大部分采用線性變壓器,因此充電質(zhì)量和效果非常不理想,每年因蓄電池充電所浪費的電能就達到了5000萬kVAh。因此,既能提高能量利用率、縮短充電時間,又不影響鉛酸電池使用壽命的高效、無損的開關(guān)式電源充電管理芯片成為備受關(guān)注的研究方向。本文首先對常見鉛酸電池的工作原理進行介紹,包括其充放電過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)機理和電氣特性,并分析幾種常見的充電方法的優(yōu)缺點。在這些既有方法的理論基礎(chǔ)上,結(jié)合馬斯提出的可接受充電電流曲線理論,考慮產(chǎn)品的復(fù)雜性和成本,決定采用三段式充電法對鉛酸電池進行充電管理,并且芯片能自動檢測電池荷電狀態(tài),選取合適的充電模式。采用峰值電流型控制模式作為開關(guān)電源PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制器控制方式。本文設(shè)計的開關(guān)式充電管理芯片集成有PWM控制和三段式充電管理單元,具有可靠性高,制造成本低等優(yōu)點；僅需調(diào)整個別外接電阻值即可應(yīng)用在不同類型的充電器上。最后,基于2um 36V Bipolar工藝、采用Cadence SpectreS對芯片電路進行仿真,結(jié)果表明,芯片在10-30V工作電壓范圍內(nèi)對外接功率開關(guān)管最大驅(qū)動電流為1A；工作頻率最大可達到500KHz；輸出脈沖最大占空比為97%。對于設(shè)計電壓為48V的鉛酸電池,恒流最大充電電流2A,恒壓充電電壓為57V,浮充電壓為52V,浮充電流為0.45A。
[Abstract]:After the development of the 1.5 century, the lead-acid battery with its long service life, producing abundant raw materials, low production cost, excellent characteristics of steady voltage characteristics has been widely used. In our country, and lead-acid battery production of electric vehicles matching the number of consecutive years ranked first in the world. But according to statistics, due to the charging system for lead-acid tube the battery is improper, the service life of the lead-acid battery a lot less than half of its design life. And now the widespread use of cheap charging system mostly adopts the linear transformer, so the charging quality and the effect is not ideal, the power reached 50 million kVAh. each year as a result of waste batteries, which can improve the utilization rate of energy and shorten the charging time, and does not affect the service life of the lead-acid battery, switching power supply, lossless charging management chip has become a research direction of concern. Firstly The working principle of common lead-acid battery are introduced, including chemical reaction mechanism and electrical characteristics of the discharge process, and analyzes the advantages and disadvantages of several common methods of charging. On the theoretical basis of these existing methods, combined with MAS proposed acceptable charging current curve theory, considering the cost and complexity of products. Decided to use three stepcharging method for charging the lead-acid battery, and the chip can automatically detect the battery state of charge, select the appropriate charge modes. The peak current control mode as the switching power supply PWM (pulse width modulation) control mode. The design of the switch type charging management chip integrated with PWM control and three a charging management unit, with high reliability, low manufacturing cost advantages; only need to adjust the individual value of external resistance can be used in different types of chargers. Finally, 2um 36V based on Bipolar technology, using Cadence SpectreS simulation, the results show that the circuit chip, 10-30V chip in the voltage range of the external power switch tube maximum drive current is 1A; the maximum operating frequency can reach 500KHz; the output pulse duty ratio of 97%. for the design of voltage of lead-acid battery 48V, constant current charge the current 2A, the constant voltage charging voltage is 57V, the floating voltage is 52V, the charge current is 0.45A.

【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN86;TN402

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本文編號：1453198