嚴(yán)會會+孫立萌+劉國美

摘 要： 基于Flyback拓?fù)?，提出一種低成本、可靠的調(diào)壓電路，實(shí)現(xiàn)對鉛酸電池均浮充充電的控制。利用PWM信號，通過二級RC濾波電路，產(chǎn)生一個與占空比有關(guān)的直流電壓。將此直流電壓加在反饋基準(zhǔn)芯片TL431的Vref管腳，通過改變反饋電壓實(shí)現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)。經(jīng)過多次的電路測試，驗(yàn)證了在PWM控制下實(shí)現(xiàn)對鉛酸電池的均浮充充電控制。研究結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的PWM調(diào)壓電路可以實(shí)現(xiàn)對電池的智能充電，具有一定的工程價(jià)值。

關(guān)鍵詞： Flyback； PWM； 均充； 浮充； 智能充電

中圖分類號： TM923.34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）14?0153?03

Intelligent charging technology based on Flyback topology

YAN Hui?hui， SUN Li?meng， LIU Guo?mei

（Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute， AVIC， Xian 710065， China）

Abstract： Based on the Flyback topology， a low?cost and reliable voltage regulator circuit which can implementation intelligent charging of the lead?acid battery is proposed. By using PWM signal， DC voltage related to the duty ratio is generated through secondary RC filtering circuit. This DC voltage is applied to the Vref pin in the feedback reference chip TL431 to achieve an adjustable output voltage by varying the feedback voltage. The circuit testing results prove that the intelligent charging control of lead?acid battery can be realized by means of PWM control. The research results show that the designed PWM voltage regulator circuit can realize intelligent charging， and has a certain engineering value.

Keywords： Flyback； PWM； equalized charging； float charging； intelligent charging

0 引 言

閥控鉛酸蓄電池（Valve Regulated Lead?acid battery）采用硫酸做電解液，用二氧化鉛和絨狀鉛分別作為電池的正極和負(fù)極。因其制造成本低、性能可靠、容量大、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已成為世界上產(chǎn)量最大、用途最廣泛的電池蓄電池品種。鉛酸電池經(jīng)過一百多年的發(fā)展，技術(shù)不斷更新，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于汽車、通信、電力、鐵路等各領(lǐng)域。但是，若使用不當(dāng)，其壽命將大大縮短。影響電池壽命的因素很多，其中充電的好壞也是一個重要因素[1?2]。目前對電池常用的充電方式是均充和浮充。開始時(shí)以均充方式，即恒流充電，在此過程中電池容量快速上升，當(dāng)電池電壓接近浮充電池時(shí)，轉(zhuǎn)入浮充，即恒壓充電，此過程保持充電電壓不變，電流隨著電池電壓的上升不斷減小，直至電池充滿[3?4]。本文基于反激電源拓?fù)?，利用改變TL431反饋電壓值實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的可調(diào)，進(jìn)而對VRLA電池實(shí)現(xiàn)均充和浮充，即智能充電。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

圖1是整個系統(tǒng)的硬件電路圖，主要由EMI濾波、整流、反激變換、反饋、PWM調(diào)壓等幾部分組成。電路實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)的原理是：PWM信號經(jīng)過兩級RC濾波后，產(chǎn)生一個直流電壓，此電壓加在TL431 Vref參考端，由于Vref是固定不變的，而PWM信號經(jīng)過濾波后的電壓是可以變化的，因此通過改變PWM占空比的大小即可以改變輸出電壓，實(shí)現(xiàn)對VRLA電池的智能充電。

整個電路的設(shè)計(jì)過程如下所述[5?7]。

1.1 確定系統(tǒng)規(guī)格

參數(shù)輸入最低電壓[Vminin]和最高電壓[Vmaxin]；輸入電壓頻率fin；最大輸出功率Po；系統(tǒng)效率Ef；采用DCM模式。有了上述參數(shù)后，可求出輸入功率Pn、最大輸入電流[Imaxin]、整流后電容紋波電壓[ΔVDC]， 便于選擇合適的NTC和Fuse。

1.2 確定最大占空比Dmax

輸入AC經(jīng)過橋式整流后，最小DC電壓為：

[VminDC=2Vminin-ΔVDC] （1）

根據(jù)變壓器的伏秒法則，有：

[VRO=Dmax1-Dmax·VminDC] （2）

式中：[VRO]是變壓器次級反射到初級的電壓，如果輸出電壓為Vo，則[VRO=nVo]。

1.3 確定變壓器初級側(cè)電感Lm

初級側(cè)線圈感量Lm可由以下公式得到：

[V=LΔIΔt] （3）

[Iav=PinVminDC?Dmax] （4）

[ΔI=k×2Iav] （5）

由式（3）～式（5）可得：

[Lm=VminDCDmax22kfsPin] （6）

式中：[fs]為開關(guān)頻率；k為紋波電流系數(shù)，對于DCM而言，紋波系數(shù)k通常取0.3～0.5之間。

1.4 確定變壓器磁芯和線圈匝數(shù)

由于磁芯計(jì)算的變量太多，因此只能近似估計(jì)。通常采用AP法估算：

[Ap=AwAe=PT×1082fsBmJKw] （7）

式中：[Ap]是變壓器設(shè)計(jì)輸出能力（單位：cm4）；[J]是電流密度（A/cm2）；[PT]是計(jì)算功率，[PT=Po（1Ef+1）]；Kw窗口使用系數(shù)；Bm磁感性強(qiáng)度，Bm=0.16～0.3 T。

確定磁芯后，查磁芯規(guī)格書可得Ae，即由式（8）得出變壓器初級側(cè)為避免發(fā)生磁芯飽和而應(yīng)具有的最少匝數(shù)：

[Nminp=LmIpeakdsAeΔB] （8）

式中：[Ipeakds]為初級繞組電流峰值；[ΔB]為磁通變化密度；對于鐵氧體磁芯[ΔB]可選0.25 T，取[Np]為整數(shù)。

1.5 確定每個繞組輸出匝數(shù)

初級與次級繞組匝比：

[n=NpNs=VROVo+VF] （9）

式中：[Vo]為輸出電壓；[VF]為次級輸出二極管正向壓降。將式（2）和整數(shù)倍的[Np]代入式（9），得到次級繞組匝數(shù)[Ns]。

PWM芯片UC2845的供電繞組Vcc匝數(shù)為：

[NVcc=Vcc+VFVo+VF?Ns] （10）

1.6 確定每個繞組的線圈直徑

在確定各個繞組匝數(shù)后，需要選擇合適的導(dǎo)線直徑。電流有效值計(jì)算公式：

[Irms=t1t2I2（t）dtT] （11）

原邊電流[Ip]，有：

[Ip（t）=Ipeakds·tTs，0

副邊電流[Is]，有：

[Is（t）=nIpeakds·Ts-tTs，DmaxT≤t

導(dǎo)線直徑計(jì)算：

[WD=IrmsJ] （14）

式中：J為導(dǎo)線載流密度，單位為A/mm2。對于散熱較好的線圈，載流密度J=8 A/mm2。

1.7 PWM調(diào)壓電路

在上述步驟中，已初步確定主功率電路參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)對VRLA電池的均浮充轉(zhuǎn)換，必須加入PWM調(diào)壓電路，即Rp1，Rp2，Cp1，Cp2和PWM信號組成。

對圖2節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行KCL分析有：

[Vbat-VrefR1+VPWM-VrefRp3=VrefR2] （15）

化簡，可得輸出電壓[Vbat]：

[Vbat=Vref（1+R1R2+R1Rp3）-R1Rp3VPWM]

當(dāng)[VPWM=Vref=2.5 V]時(shí)，電源輸出電壓[Vbat]達(dá)到最大值，[Vmaxbat=Vref（1+R1R2）]；當(dāng)[VPWM>Vref=2.5 V，][Vbat

圖2 PWM調(diào)壓電路

2 系統(tǒng)工作原理

圖1所示電路不但可實(shí)現(xiàn)電池的智能充電，而且具備電池在位檢測與輸出短路保護(hù)功能。充電時(shí)，可將電池當(dāng)做一個內(nèi)阻為R的負(fù)載，充電電流[I=Vbat1-Vbat2R]，其中[Vbat1]為電路輸出電壓；[Vbat2]為電池電壓。

2.1 智能充電工作原理

市電輸入時(shí)，通過Rstart1和Rstart2構(gòu)成的分壓電路為UC2845提供啟動電壓，S1開始開關(guān)工作，初級繞組，次級繞組，Vcc繞組之間有能量進(jìn)行傳遞。均充階段，電路對電池實(shí)現(xiàn)恒流充電，隨著充電時(shí)間的延長，電池電壓不斷上升，為了繼續(xù)恒流充電，這時(shí)就需要提高輸出電壓Vbta，通過減小VPWM即降低PWM占空比實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電池電壓上升到浮充電壓時(shí)（此電壓可由電池規(guī)格書中得到，通常為13.6 V/節(jié)），電路以恒壓輸出，輸出電流逐漸減小，此過程為浮充。電路的恒流輸出，則是通過輸出采樣電阻Rs實(shí)現(xiàn)。

2.2 電池在位檢測

電池在位檢測顧名思義是判斷充電器是否與電池連接，可以通過檢測充電器輸出口電壓實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電池廠家反饋的數(shù)據(jù)，通常將12 V的鉛酸電池放電截止電壓設(shè)定為9.6 V。如果檢測到的輸出電壓高于9.6 V則說明已連接電池，否則未連接電池。具體實(shí)現(xiàn)方式：PWM占空比為0～100%變化，VPWM變化范圍為2.5～5 V，當(dāng)VPWM=5 V時(shí)，充電器輸出電壓Vbat最低。通過選擇合適的參數(shù)，可保證當(dāng)VPWM=5 V時(shí)，充電器輸出Vbat<9.6 V。

2.3 輸出短路保護(hù)

輸出短路保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法：當(dāng)輸出短路時(shí)，即次級繞組電壓為0，由于UC2845 VCC繞組與輸出次級繞組存在一定的比例關(guān)系，當(dāng)次級繞組電壓為0時(shí)，Vcc繞組電壓也會快速將為0，當(dāng)Vcc電壓降低到小于UC2845最低工作電壓時(shí)，芯片即停止工作，實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

測試用電池為某品牌2節(jié)12 V/7 A·h串聯(lián)，均充過程2 A充電，當(dāng)充電3.5 h后進(jìn)入浮充階段，浮充電壓27.6 V。4 h后，充電電流為100 mA，說明電池已接近充滿。PWM占空比大小與輸出電壓的關(guān)系如表1所示。

表1 PWM占空比與充電器輸出電壓關(guān)系

通過上述實(shí)驗(yàn)證明，本文所論述的這種低成本、可靠的PWM調(diào)壓方式，在Flyback電源中具有較好的調(diào)壓效果，利用這種調(diào)壓功能可以實(shí)現(xiàn)對鉛酸電池的均浮充充電控制，以實(shí)現(xiàn)智能充電。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋雷鳴，牟曉卉.淺析影響鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素和注意事項(xiàng)[J].電源世界，2009（1）：55?56.

[2] 董權(quán).影響鉛酸蓄電池壽命的幾個因素及對策[J].蓄電池，2010（1）：236?238.

[3] 肖獻(xiàn)保，馮根生.鉛酸蓄電池快速充電技術(shù)研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，12（1）：134?135.

[4] 李俊.蓄電池快速充電技術(shù)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2009.

[5] 路秋生，趙紅，唐繼芳.采用UC3906的開關(guān)型鉛酸蓄電池充電電路[J].UPS應(yīng)用，2006（5）：31?36.

[6] 陳小敏，黃聲華，萬山明.基于UC3843的反激式開關(guān)電源反饋電路的設(shè)計(jì)[J].通信電源技術(shù)，2006，23（5）：38?39.

[7] 張占松，蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

式中：[fs]為開關(guān)頻率；k為紋波電流系數(shù)，對于DCM而言，紋波系數(shù)k通常取0.3～0.5之間。

1.4 確定變壓器磁芯和線圈匝數(shù)

由于磁芯計(jì)算的變量太多，因此只能近似估計(jì)。通常采用AP法估算：

[Ap=AwAe=PT×1082fsBmJKw] （7）

式中：[Ap]是變壓器設(shè)計(jì)輸出能力（單位：cm4）；[J]是電流密度（A/cm2）；[PT]是計(jì)算功率，[PT=Po（1Ef+1）]；Kw窗口使用系數(shù)；Bm磁感性強(qiáng)度，Bm=0.16～0.3 T。

確定磁芯后，查磁芯規(guī)格書可得Ae，即由式（8）得出變壓器初級側(cè)為避免發(fā)生磁芯飽和而應(yīng)具有的最少匝數(shù)：

[Nminp=LmIpeakdsAeΔB] （8）

式中：[Ipeakds]為初級繞組電流峰值；[ΔB]為磁通變化密度；對于鐵氧體磁芯[ΔB]可選0.25 T，取[Np]為整數(shù)。

1.5 確定每個繞組輸出匝數(shù)

初級與次級繞組匝比：

[n=NpNs=VROVo+VF] （9）

式中：[Vo]為輸出電壓；[VF]為次級輸出二極管正向壓降。將式（2）和整數(shù)倍的[Np]代入式（9），得到次級繞組匝數(shù)[Ns]。

PWM芯片UC2845的供電繞組Vcc匝數(shù)為：

[NVcc=Vcc+VFVo+VF?Ns] （10）

1.6 確定每個繞組的線圈直徑

在確定各個繞組匝數(shù)后，需要選擇合適的導(dǎo)線直徑。電流有效值計(jì)算公式：

[Irms=t1t2I2（t）dtT] （11）

原邊電流[Ip]，有：

[Ip（t）=Ipeakds·tTs，0

副邊電流[Is]，有：

[Is（t）=nIpeakds·Ts-tTs，DmaxT≤t

導(dǎo)線直徑計(jì)算：

[WD=IrmsJ] （14）

式中：J為導(dǎo)線載流密度，單位為A/mm2。對于散熱較好的線圈，載流密度J=8 A/mm2。

1.7 PWM調(diào)壓電路

在上述步驟中，已初步確定主功率電路參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)對VRLA電池的均浮充轉(zhuǎn)換，必須加入PWM調(diào)壓電路，即Rp1，Rp2，Cp1，Cp2和PWM信號組成。

對圖2節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行KCL分析有：

[Vbat-VrefR1+VPWM-VrefRp3=VrefR2] （15）

化簡，可得輸出電壓[Vbat]：

[Vbat=Vref（1+R1R2+R1Rp3）-R1Rp3VPWM]

當(dāng)[VPWM=Vref=2.5 V]時(shí)，電源輸出電壓[Vbat]達(dá)到最大值，[Vmaxbat=Vref（1+R1R2）]；當(dāng)[VPWM>Vref=2.5 V，][Vbat

圖2 PWM調(diào)壓電路

2 系統(tǒng)工作原理

圖1所示電路不但可實(shí)現(xiàn)電池的智能充電，而且具備電池在位檢測與輸出短路保護(hù)功能。充電時(shí)，可將電池當(dāng)做一個內(nèi)阻為R的負(fù)載，充電電流[I=Vbat1-Vbat2R]，其中[Vbat1]為電路輸出電壓；[Vbat2]為電池電壓。

2.1 智能充電工作原理

市電輸入時(shí)，通過Rstart1和Rstart2構(gòu)成的分壓電路為UC2845提供啟動電壓，S1開始開關(guān)工作，初級繞組，次級繞組，Vcc繞組之間有能量進(jìn)行傳遞。均充階段，電路對電池實(shí)現(xiàn)恒流充電，隨著充電時(shí)間的延長，電池電壓不斷上升，為了繼續(xù)恒流充電，這時(shí)就需要提高輸出電壓Vbta，通過減小VPWM即降低PWM占空比實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電池電壓上升到浮充電壓時(shí)（此電壓可由電池規(guī)格書中得到，通常為13.6 V/節(jié)），電路以恒壓輸出，輸出電流逐漸減小，此過程為浮充。電路的恒流輸出，則是通過輸出采樣電阻Rs實(shí)現(xiàn)。

2.2 電池在位檢測

電池在位檢測顧名思義是判斷充電器是否與電池連接，可以通過檢測充電器輸出口電壓實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電池廠家反饋的數(shù)據(jù)，通常將12 V的鉛酸電池放電截止電壓設(shè)定為9.6 V。如果檢測到的輸出電壓高于9.6 V則說明已連接電池，否則未連接電池。具體實(shí)現(xiàn)方式：PWM占空比為0～100%變化，VPWM變化范圍為2.5～5 V，當(dāng)VPWM=5 V時(shí)，充電器輸出電壓Vbat最低。通過選擇合適的參數(shù)，可保證當(dāng)VPWM=5 V時(shí)，充電器輸出Vbat<9.6 V。

2.3 輸出短路保護(hù)

輸出短路保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法：當(dāng)輸出短路時(shí)，即次級繞組電壓為0，由于UC2845 VCC繞組與輸出次級繞組存在一定的比例關(guān)系，當(dāng)次級繞組電壓為0時(shí)，Vcc繞組電壓也會快速將為0，當(dāng)Vcc電壓降低到小于UC2845最低工作電壓時(shí)，芯片即停止工作，實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

測試用電池為某品牌2節(jié)12 V/7 A·h串聯(lián)，均充過程2 A充電，當(dāng)充電3.5 h后進(jìn)入浮充階段，浮充電壓27.6 V。4 h后，充電電流為100 mA，說明電池已接近充滿。PWM占空比大小與輸出電壓的關(guān)系如表1所示。

表1 PWM占空比與充電器輸出電壓關(guān)系

通過上述實(shí)驗(yàn)證明，本文所論述的這種低成本、可靠的PWM調(diào)壓方式，在Flyback電源中具有較好的調(diào)壓效果，利用這種調(diào)壓功能可以實(shí)現(xiàn)對鉛酸電池的均浮充充電控制，以實(shí)現(xiàn)智能充電。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋雷鳴，牟曉卉.淺析影響鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素和注意事項(xiàng)[J].電源世界，2009（1）：55?56.

[2] 董權(quán).影響鉛酸蓄電池壽命的幾個因素及對策[J].蓄電池，2010（1）：236?238.

[3] 肖獻(xiàn)保，馮根生.鉛酸蓄電池快速充電技術(shù)研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，12（1）：134?135.

[4] 李俊.蓄電池快速充電技術(shù)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2009.

[5] 路秋生，趙紅，唐繼芳.采用UC3906的開關(guān)型鉛酸蓄電池充電電路[J].UPS應(yīng)用，2006（5）：31?36.

[6] 陳小敏，黃聲華，萬山明.基于UC3843的反激式開關(guān)電源反饋電路的設(shè)計(jì)[J].通信電源技術(shù)，2006，23（5）：38?39.

[7] 張占松，蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

式中：[fs]為開關(guān)頻率；k為紋波電流系數(shù)，對于DCM而言，紋波系數(shù)k通常取0.3～0.5之間。

1.4 確定變壓器磁芯和線圈匝數(shù)

由于磁芯計(jì)算的變量太多，因此只能近似估計(jì)。通常采用AP法估算：

[Ap=AwAe=PT×1082fsBmJKw] （7）

式中：[Ap]是變壓器設(shè)計(jì)輸出能力（單位：cm4）；[J]是電流密度（A/cm2）；[PT]是計(jì)算功率，[PT=Po（1Ef+1）]；Kw窗口使用系數(shù)；Bm磁感性強(qiáng)度，Bm=0.16～0.3 T。

確定磁芯后，查磁芯規(guī)格書可得Ae，即由式（8）得出變壓器初級側(cè)為避免發(fā)生磁芯飽和而應(yīng)具有的最少匝數(shù)：

[Nminp=LmIpeakdsAeΔB] （8）

式中：[Ipeakds]為初級繞組電流峰值；[ΔB]為磁通變化密度；對于鐵氧體磁芯[ΔB]可選0.25 T，取[Np]為整數(shù)。

1.5 確定每個繞組輸出匝數(shù)

初級與次級繞組匝比：

[n=NpNs=VROVo+VF] （9）

式中：[Vo]為輸出電壓；[VF]為次級輸出二極管正向壓降。將式（2）和整數(shù)倍的[Np]代入式（9），得到次級繞組匝數(shù)[Ns]。

PWM芯片UC2845的供電繞組Vcc匝數(shù)為：

[NVcc=Vcc+VFVo+VF?Ns] （10）

1.6 確定每個繞組的線圈直徑

在確定各個繞組匝數(shù)后，需要選擇合適的導(dǎo)線直徑。電流有效值計(jì)算公式：

[Irms=t1t2I2（t）dtT] （11）

原邊電流[Ip]，有：

[Ip（t）=Ipeakds·tTs，0

副邊電流[Is]，有：

[Is（t）=nIpeakds·Ts-tTs，DmaxT≤t

導(dǎo)線直徑計(jì)算：

[WD=IrmsJ] （14）

式中：J為導(dǎo)線載流密度，單位為A/mm2。對于散熱較好的線圈，載流密度J=8 A/mm2。

1.7 PWM調(diào)壓電路

在上述步驟中，已初步確定主功率電路參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)對VRLA電池的均浮充轉(zhuǎn)換，必須加入PWM調(diào)壓電路，即Rp1，Rp2，Cp1，Cp2和PWM信號組成。

對圖2節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行KCL分析有：

[Vbat-VrefR1+VPWM-VrefRp3=VrefR2] （15）

化簡，可得輸出電壓[Vbat]：

[Vbat=Vref（1+R1R2+R1Rp3）-R1Rp3VPWM]

當(dāng)[VPWM=Vref=2.5 V]時(shí)，電源輸出電壓[Vbat]達(dá)到最大值，[Vmaxbat=Vref（1+R1R2）]；當(dāng)[VPWM>Vref=2.5 V，][Vbat

圖2 PWM調(diào)壓電路

2 系統(tǒng)工作原理

圖1所示電路不但可實(shí)現(xiàn)電池的智能充電，而且具備電池在位檢測與輸出短路保護(hù)功能。充電時(shí)，可將電池當(dāng)做一個內(nèi)阻為R的負(fù)載，充電電流[I=Vbat1-Vbat2R]，其中[Vbat1]為電路輸出電壓；[Vbat2]為電池電壓。

2.1 智能充電工作原理

市電輸入時(shí)，通過Rstart1和Rstart2構(gòu)成的分壓電路為UC2845提供啟動電壓，S1開始開關(guān)工作，初級繞組，次級繞組，Vcc繞組之間有能量進(jìn)行傳遞。均充階段，電路對電池實(shí)現(xiàn)恒流充電，隨著充電時(shí)間的延長，電池電壓不斷上升，為了繼續(xù)恒流充電，這時(shí)就需要提高輸出電壓Vbta，通過減小VPWM即降低PWM占空比實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電池電壓上升到浮充電壓時(shí)（此電壓可由電池規(guī)格書中得到，通常為13.6 V/節(jié)），電路以恒壓輸出，輸出電流逐漸減小，此過程為浮充。電路的恒流輸出，則是通過輸出采樣電阻Rs實(shí)現(xiàn)。

2.2 電池在位檢測

電池在位檢測顧名思義是判斷充電器是否與電池連接，可以通過檢測充電器輸出口電壓實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電池廠家反饋的數(shù)據(jù)，通常將12 V的鉛酸電池放電截止電壓設(shè)定為9.6 V。如果檢測到的輸出電壓高于9.6 V則說明已連接電池，否則未連接電池。具體實(shí)現(xiàn)方式：PWM占空比為0～100%變化，VPWM變化范圍為2.5～5 V，當(dāng)VPWM=5 V時(shí)，充電器輸出電壓Vbat最低。通過選擇合適的參數(shù)，可保證當(dāng)VPWM=5 V時(shí)，充電器輸出Vbat<9.6 V。

2.3 輸出短路保護(hù)

輸出短路保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法：當(dāng)輸出短路時(shí)，即次級繞組電壓為0，由于UC2845 VCC繞組與輸出次級繞組存在一定的比例關(guān)系，當(dāng)次級繞組電壓為0時(shí)，Vcc繞組電壓也會快速將為0，當(dāng)Vcc電壓降低到小于UC2845最低工作電壓時(shí)，芯片即停止工作，實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論

測試用電池為某品牌2節(jié)12 V/7 A·h串聯(lián)，均充過程2 A充電，當(dāng)充電3.5 h后進(jìn)入浮充階段，浮充電壓27.6 V。4 h后，充電電流為100 mA，說明電池已接近充滿。PWM占空比大小與輸出電壓的關(guān)系如表1所示。

表1 PWM占空比與充電器輸出電壓關(guān)系

通過上述實(shí)驗(yàn)證明，本文所論述的這種低成本、可靠的PWM調(diào)壓方式，在Flyback電源中具有較好的調(diào)壓效果，利用這種調(diào)壓功能可以實(shí)現(xiàn)對鉛酸電池的均浮充充電控制，以實(shí)現(xiàn)智能充電。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋雷鳴，牟曉卉.淺析影響鉛酸蓄電池使用壽命的主要因素和注意事項(xiàng)[J].電源世界，2009（1）：55?56.

[2] 董權(quán).影響鉛酸蓄電池壽命的幾個因素及對策[J].蓄電池，2010（1）：236?238.

[3] 肖獻(xiàn)保，馮根生.鉛酸蓄電池快速充電技術(shù)研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，12（1）：134?135.

[4] 李俊.蓄電池快速充電技術(shù)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2009.

[5] 路秋生，趙紅，唐繼芳.采用UC3906的開關(guān)型鉛酸蓄電池充電電路[J].UPS應(yīng)用，2006（5）：31?36.

[6] 陳小敏，黃聲華，萬山明.基于UC3843的反激式開關(guān)電源反饋電路的設(shè)計(jì)[J].通信電源技術(shù)，2006，23（5）：38?39.

[7] 張占松，蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.