馈能式铅酸蓄电池快速充电方法的研究.docx

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1、馈能式铅酸蓄电池快速充电方法的研究Abstract1绪论11.1 研究的背景及意义11.2 当前铅酸蓄电池快速充电方法的研究情况11.3 本文的主要研究内容、方案21.3.1 本文的主要内容21.3.2 本文的研究方案32铅酸蓄电池充放电原理42.1 铅酸蓄电池简介42.1.1 铅酸蓄电池结构42.1.2 铅酸蓄电池的工作原理42.1.3 铅酸蓄电池的工作特性62.2 高频谐振式修复技术62.2.1 修复原理62.2.2 修复电路73铅酸蓄电池的充电方法83.1 供电电源主变换器的设计83.1.1 主变换器的参数指标83.1.2 半桥型软开关电路的工作原理83.1.3 半桥型软开关电路参数设计

2、103.2 电源功率回路的设计113.2.1 EMI滤波器的设计113.2.2 输入整流回路的设计123.2.3 功率器件选型133.2.4 高频变压器设计133.2.5 输出整流回路设计163.3 PWM控制芯片及外围电路设计173.3.1 T1494简介173.3.2 T1494工作原理183.3.3 PWM控制器的构成183.4 高频谐波电路功率回路设计193.4.1 高频谐波电路结构及工作过程193.4.2 高频谐波电路参数设计203.5 高频谐波电路控制回路设计213.5.1 SG3525简介213.5.2 SG3525的工作原理223.5.3 PWM控制器的构成234正负脉冲充电电

3、路分析与设计错误!未定义书签。1.1 1传统的正负脉冲充电电路分析241.2 馈能式正负脉冲充电电路框图251.3 开关电源主电路设计264.3.1主电路的参数指标264.3.2 全桥整流电路工作原理264.3.3 主电路工作原理274.3.4 控制电路工作原理284.4充放电电路设计305电路仿真325.1 电路仿真325.1.1 单端正激电路的仿真325.1.2 双向BUCk-BooSt电路的仿真33结束语36致谢38AbstractI1 Introduction11.1 Backgroundandsignificanceofthestudy11.2 Researchonthecurren

4、t1ead-acidbatteryfastchargingmethod11.3 Themaincontentsofthisartic1e,Scheme21.3.1 Themaincontentofthisartic1e21.3.2 Researchprogramsofthisartic1e32 1ead-acidbatterychargeanddischargeprincip1e42.1 1ead-acidbatteriesIntroduction42.1.1 1ead-acidbatterystructure42.1.2 1ead-acidbatteryworks42.1.3 1ead-ac

5、idbatteryperformancecharacteristic62.2 Highfrequencyresonantrepairtechniques62.2.1 RepairPrincip1e62.2.2 Repaircircuit73 1ead-acidbatterychargingmethod83.1 Designofthemainpowersupp1yconverter83.1.1 Parameterindexof11mainconverter83.1.2 Itworksha1f-bridgesoftswitchingcircuit83.1.3 Ha1f-bridgesoftswit

6、chingcircuitparameters103.2 PowerCircuitDesign113.2.1 EMIfi1terdesign113.2.2 Designinputrectifiercircuit123.2.3 PowerDevicesSe1ection133.2.4 high-frequencytransformerdesign133.2.5 Outputrectificationcircuitdesign163.3 PWMcontro1chipandperiphera1circuitdesign173.3.1 AboutT1494173.3.2 ThePrincip1eofT1

7、494183.3.3 ConstitutionofPWM183.4 Harmoniccircuitpowercircuitdesign193.4.1 Theharmonicstructureandworkingprocesscircuit193.4.2 Harmoniccircuitparameters203.5 Harmoniccircuitcontro11oopdesign213.5.1 AboutSG3525213.5.2 ThePrincip1eofG3525223.5.3 ConstitutionofPWM234 Positiveandnegativepu1sechargingcir

8、cuitana1ysisanddesign错误!未定义书签。4.1 Thetraditiona1ana1ysisofpositiveandnegativepu1sechargingcircui244.2 Positiveandnegativepu1sechargingformu1a-fedcanb1ockcircuitdiagram254.3 Themaincircuitswitchingpowersupp1ydesign264.4 .!Parameterindexofthemaincircuit264.5 .2Fu11bridgerectifiercircuitworks264.6 .3Ma

9、incircuitworks274.7 Designofcharge-dischargecircuit305 Circuitsimu1ation325. ICircuitsimu1ation325.1.1 Sing1e-endedforwardcircuitsimu1ation325.1.2 Bidirectiona1Buck-Boostcircuitsimu1ation33Conc1usion36References37Acknow1edge38馈能式铅酸蓄电池快速充电方法的研究摘要：二十一世纪以来，在电动自行车、电动汽车、互联网、通讯、等各个领域，铅酸蓄电池的应用范围十分广泛。随之而来，电

10、池的失效、报废、修复等问题日益突出。针对铅酸蓄电池在充电、放电过程中存在的电解液结晶、极板硫化等问题，本文设计了一种新型的高频谐振式修复系统。该系统运用恒压电源叠加高频谐波信号的方法，产生频率范围极宽的谐波信号。该谐波信号将与硫酸铅晶体发生谐振，将各种体积和形状的硫酸铅晶体溶解，从而消除了铅酸蓄电池的硫化，进而恢复蓄电池原有容量。本文的研究内容如下：研究分析半桥软开关电源拓扑电路。分析该电路的工作过程、分析该电路电压和电流波形，设计与之适应的EMI滤波器、输入整流电路、高频变压器、输出整流回路等相关电路，另外，设计供电电路的PwM控制电路。高频谐波电路中主电路的设计。分析了高频谐波回路的电路结

11、构及其工作过程，同时对电路中元件的参数进行计算并选型，另外，设计高频谐波回路的控制电路，该电路以SG3525控制芯片为核心，本文介绍了SG3525工作原理和PWM控制器电路的构成。修复仪控制系统的软件设计。本文以ATmega32单片机为基础，设计了主要包括开关管控制、容量选择等多个智能模块。对系统软件主程序和部分关键程序的仿真和分析。基于ICCAVR和PrOteUS软件的开发平台对所设计的程序进行了仿真及试验,并根据实验结个部分的程序。关键词：铅酸蓄电池高频谐振ATmega32单片机充电修复系统Researchfed1ead-acidbatteriescanbefastchargingmeth

12、od(Mechanica1&E1ectrica1EngineeringCo11egeofShandongAgricu1tura1University,Tai,an,Shandong271018)Abstract:Inrecentyears,e1ectricvehic1es,automobi1es,ITcommunications,e1ectricityandother1inesinvariousfie1ds,1ead-acidbatterieshavebeenwide1yused.Atthesametime,thefai1ureofthebattery,scrap,repairissuesbe

13、comeincreasing1yprominent.Forthep1atecuringissuessuchas1ead-acidbatteriesinthecharge-dischargeprocess,wedesignedanewtypeofhigh-frequencyresonantrepairsystem.Thesystemuti1izesaconstantvo1tagepowersupp1ymethodofsuperpositionofhighfrequencyharmonicsigna1s,toproduceanextreme1ywidefrequencyrangeofharmoni

14、csigna1s.Theseharmonicsigna1swi11occurand1eadsu1fatecrysta1resonator,avarietyofsizesandshapesof1eadsu1fatecrysta1sweredisso1ved,therebye1iminatingthevu1canizationofthe1ead-acidbattery,andthenrestoretheorigina1batterycapacity.Thepaperisorganizedasfo11ows:Studyandana1ysisoftheha1f-bridgepowersupp1ycir

15、cuittopo1ogy.Ana1ysisofthetopo1ogyincontinuousinductorcurrentworkprocessana1ysisofthecircuitofthevo1tageandcurrentwaveformsofthecircuitdesigntoadaptwithEMIfi1ter,inputrectifiercircuit,highfrequencytransformer,outputrectifiercircuit,powersupp1ycircuitdesignPWMcontro1circuit.Themaincircuitofthehigh-frequencyharmonicscircuitdesign.Ana1ysisofhigh-frequencyharmonics1oopcircuitstructureandworkingprocess,theparametersofthecircuitcomponentswereca1cu1atedandse1ection,addition,the