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通 过驱动一个外部 沟道MOSFET

作者:admin发布时间:2020-07-18 14:44

  日宣布,将在第40届东京车展(2007 年10 月27 日~11 月11 日)上展出3 款概念车。 此次将展出3 款概念车中有2 款为全球首次亮相,其中的1 款是以“i MiEV”为原型、驾驶感更好的“i MiEV SPORT”。 MiEV是一款以轻型车“i”的平台为基础、用马达驱动后轮的电动汽 车,而此次将展出的SPORT 除车身后部的马达外,还在车身前部左右配备了轮 内马达,提高了运动性能。马达的输出功率方面,前部左右分别为20kW,后部 为47kW。增加了所配锂离子充电电池的容量,通过车身采用铝合金制空间梁架 构造减轻了重量,持续行驶距离达200km,比i MiEV 的160km 更长。 为提高能量利用效率,三菱汽车下了一番工夫,在车顶上贴装了太阳能电 池,并在格栅内侧设置了基于风扇的发电机构。前者可利用发电效率约13%的 太阳能电池在停车时给电池充电,照射约1 周时间的阳光,可获得相当于电池 容量10%(按行驶距离计算相当于20km)的能量。另外,在减速时还可使格栅 内的风扇旋转来充电。 另一款是三菱定位于技术的集大成者、同样为全球首次公开的“Concept- ZT”。该车是一款全长达4950mm 的大型轿车,排量为2.2L 的柴油发动机(最 大输出功率为140kW、最大扭矩为400Nm)配备双离合式变速箱“Twin Clutch SST”,采用了预防碰撞安全系统、车线偏离警报系统、弹起式发动机 罩、具备行人脚部保护功能的保险杠等安全技术。 而且,车身还采用了铝合金制空间梁架构造,并配备树脂制成的发动机 罩、挡泥板、车门及后备箱盖,从而实现了与全铝制车身同等的轻量化。另 外,还配备了在电控式四驱系统中综合了防侧滑装置等的“S-AWC”系统,提高 了行驶稳定性。以Concept-ZT 为原型的量产车目前还没有上市计划。 此外,该公司还将展示预定在第62 届法兰克福车展(62nd International Motor Show Cars 月13~23日面向公众开放)上展 出的小型SUV(多功能运动车)概念车“Concept-cX”。Concept-cX 的车身尺 寸为长4100宽1750高1550mm,轴距为2525mm,配备排量为1.8L 的柴油发 动机。 摘要:本系统以PIC16F873 单片机和LTC4002 锂电池充电芯片为核心,针 对不同电池的特性,采用不同的充电方式,可以对目前广泛使用的锂电池和镍 镉电池充电,同时具有实时显示充电及放电电流、电池电压、容量统计和电池 特性等功能,实现了符合铁道部所有相关规范的列车尾部保护装置的充电系 关键词:锂电池;镍镉电池;充电器引言 鉴于市场上镍镉电池和锂电池共存的局面,本文设计的充电器可以对这两 种电池进行充电,对镍镉电池组采用脉冲充电方式,对锂电池组采用恒流充电 方式,这是依据电池的不同机理而设计的,真正做到了一机两用,此为该充电 器的创新点,也是设计的难点。充电器的宽屏LCD 可以同时显示4 组充电器的 充电状态,也可单独显示一组充电器上电池的各项参数,做到了对电池充电过 程的实时监测。 系统整体设计 系统设计目标是: 1.可同时对4 组8.4V 的锂离子电池或9.2V 的镍镉电池进行充放电。 2.可与电池组中的芯片通信,判断电池的化学性质。 3.对于不同化学性质的电池,将采用相应的充电方式。 4.可与电池组中的芯片通信,得到该电池组的电压、充电电流、容量等参 5.充电器带有LCD,可显示电池的各项数据。该充电器的功能框图如图1 所示。 系统整体设计结构图系统硬件设计 总控单元的设计与实现 总控单元是由微控制器PIC16F873 和键盘控制芯片ZLG7289A 构成的。主要 任务是负责与各个充电单元通信,并处理用户输入与LCD 显示信息。键盘控制 芯片在这里负责6 个按键和12 个LED 的控制。 ZLG7289A 与微控制器之间通过SPI 总线进行双向通信。主控单元每秒查询 一次各个充电单元,获取当前充电单元的信息,如有无电池、电池性质、电池 电压等。之后由LCD 模块向用户显示。 充电单元的设计与实现 LTC4002 锂离子电池 充电控制芯片 LTC4002 是一款高效独立开关模式锂离子电池充电控制器。该控制器有 4.2V 和8.4V 两个版本。 LTC4002-8.4 具有 500kHz 开关频率,是高效电流模式的 PWM 控制器。通 过驱动一个外部 沟道MOSFET,它可以提供 4A 的充电电流,而效率可高达 90%。输出电压设置为 8.4V,最终浮动电压并具1% 的精度,而充电准确度为 5%。此外,该器件可在9V~22V 范围内的多种墙上适配器上运行。与迟滞拓扑结 构充电器相比,LTC4002-8.4 的快速运行频率与电流模式架构使之能够使用小 型电感器和电容器。 锂离子/镍镉电池两用 充电单元的总体设计 从前面对LTC4002 的分析可知,该芯片是针对锂离子电池的充电控制器, 要实现对镍镉电池充电需要解决以下问题:首先,LTC4002 对电池电压进行监 测,保证电池电压不超过8.4V。但对于镍镉电池组,充电截止电压可以达到 9.2V。其次,镍镉电池充电即将结束时,需要对电池进行以正常电流30%和10% 的涓流充电。所以,第二个需要解决的问题是如何控制恒流充电的电流大小。 此外,对镍镉电池充电应使用脉冲充电方式。即以1s 为周期,95%的时间用来 充电,1%的时间用来放电,其余时间不充电也不放电。最后,如何判断某一个 电池是锂离子电池还是镍镉电池,因为若把锂离子电池误判为镍镉电池,会使 充电电压高于8.4V,这对锂离子电池是十分危险的,而将镍镉电池误判为锂离 子电池,则可能造成电池充电不足。因此,必须保证极低的误判率。 本部分根据LTC4002 的工作原理,设计了既可以对锂离子电池进行恒流-恒 压充电,又可以对镍镉电池进行脉冲式充电的电路。充电单元的总体功能框图 如图2 所示。其中,信号调理电路使充电器既可以对8.4V 的锂电池充电,又可 以对9.2V 的镍镉电池充电,同时也起到控制充电电流大小的作用。 充电单元的总体功能框图利用微控制器控制LTC4002 的工作状态,配合放电电路使充电器可以对镍 镉电池进行脉冲方式充电。 微控制器通过一定的通信协议(HDQ16)与智能电池通信,确定其容量、化学 性质等关键参数。 信号调理电路的设计 为了使LTC4002 可对高于8.4V 的电池进行恒流充电,并可调节充电电流, 在LTC4002 的BAT 和SENSE 端与采样电阻之间加入一级信号调理电路。该电路 的主要功能是对采样电阻两端的信号进行运算,针对不同化学性质的电池,将 相应的信号送给LTC4002。该信号调理电路如图3 所示。 信号调理电路的功能图这里定义采样电阻两端的电压值是VBAT 和Vsense,那么充电电流在采样 电阻上的压降VRS 为:VRS=Vsense-VBAT,该信号为减法器的输出。设乘法器的 乘系数为K,那么乘法器的输出为KVRS。对于锂子电池,二选一开关将选通电 池电压VBAT;对于镍镉电池,二选一开关将选通7V 恒定电压。这里设二选一 模拟开关的输出为V1,那么加法器的输出Vs 应为:Vs=KVRS+V1,这样一来, 送到LTC4002 的BAT 和SENSE 两端的电压之差应为KVRS。只要正确控制K 就可以使充电电流为正常充电电流的1/K。因此,可以通过二选一开关控制电流为恒流充电时的10%或30% 对于LTC4002的BAT 端输入值,当开关选通锂离子电池时,BAT 的输入即 是电池电压。此时,LTC4002 可以控制整个锂离子的充电过程。不需任何外界 的干预。 当开关选通了7V 恒定电压后,BAT 端的输入恒定为7V,此时,LTC4002 法知道电池的真实电压,只认为电池电压为7V。所以,尽管电池电压高于8.4V,仍会以恒定电流对电池进行充电。在这种情况下,需要微控制器的干 预,否则,会造成电池的过充。由于微控制器内部带有ADC,可以监测电池电 压的变化。当电池电压达到指定值时,减小充电电流,直至电池充满。这样就 可以对9.2V 的镍镉电池进行充电了。 脉冲充放电电路的设计 由于LTC4002 是恒流充电控制芯片,因此,必须使用微控制器控制其充电 使能引脚COMP。当需要LTC4002 输出充电脉冲时,使控制COMP 引脚的端口变 引脚自行升至360mV以上时,便有充电电流输出。放电时, 必须将COMP 引脚拉低,使LTC4002 关断充电电流。之后,再打开放电电路。微 控制器选用PIC16F873,它是一款基于Flash 位微控制器。内部有定时器、看门狗电路、10 位ADC 等模块。 充电单元主程序流程图微控制器以1s 为周期对镍镉电池进行脉冲充放电。 系统软件设计 系统软件总体设计 充电单元中的微控制器主要负责充电过程的控制和与总控板的通信,程序 流程如图4 所示。充电单元首先判断是否有电池,如果有电池放入,则判断充 放电状态,默认是充电状态,该状态可由总控单元改变。若充电单元处于充电 状态,则继续判断电池的化学性质,针对不同的电池采用不同的充电方式。若 处于放电状态,则对电池组进行放电,直到电池电压低于阈值电压后,转为充 电状态。 除主程序外,总控单元与充电单元的通信是在中断服务程序中实现的。当 充电单元收到总控单元的指令后,进入中断。若指令是查询数据指令,凯时娱乐app,则向总 控单元发送需要的数据。若是充电状态设置指令,则依据指令设置充电单元的 充电状态。 相关扩展阅读: 移动电源哪个牌子好充电宝什么牌子好

  

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