电力电子技术课程设计48V2.5A电动车充电器设计

辽宁工业大学

电力电子技术课程设计（论文）题目：48V/2.5A电动车充电器设计

院（系）：新能源学院

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学生姓名：

指导教师：

起止时间：2015-12-29至2016-1-9

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：新能源学院教研室：电气Array

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要

电动自行车逐渐普及，充电成为日常生活必不可少的项目。如何能够快速效率的充电，是一项很有前景的研究。现在市场上的充电器可有两种：一种是UC3842核心驱动的单管变换器，UC3842驱动的单管正激式功率管，小功率输出。另一种是TL494核心驱动的半桥型变换器，TL494驱动的是半桥式连接的功率管，对于大功率输出。

本次设计采用UC3842芯片设计了一款反激式48Ｖ电动车充电器。该充电器基于电流模式的开关电源的原理设计，各部电路如下：主电路为单端反激式设计，控制电路以集成控制器UC3842为核心，以及控制芯片LM324和TL431实现对蓄电池的充电控制。

设计内容简介了相关芯片，绘制了相关的设计电路，并分析了其设计及其工作原理，主要内容电路：主电路、工频整流电路、高频逆变、变压器、高频整流电路以及显示部分的工作原理。经实验验证，充电器性能优良，但略有小瑕疵。

关键词：PWM；电动车充电器；反馈；UC3842

目录

第1章绪论 (1)

1.1电力电子技术概况 (1)

1.2本文设计内容 (2)

第2章48V/2.5A电动车充电器电路设计 (3)

2.1电动车充电器总体设计方案 (3)

2.2具体电路设计 (4)

2.2.1主电路分析与设计 (4)

2.2.2工频整流电路设计 (6)

2.2.3高频逆变电路设计 (7)

2.2.4单端反激电路设计 (8)

2.2.5保护电路设计 (9)

2.3元器件型号选择 (10)

2.3.1UC3842参数介绍 (10)

2.3.2各电子元件参数计算： (11)

2.4系统仿真 (12)

2.4.148V/2.5A电动车充电器仿真模型建立 (12)

2.4.248V/2.5A电动车充电器仿真波形及数据分析 (13)

第3章课程设计总结 (14)

参考文献 (16)

第1章绪论

1.1电力电子技术概况

日常我们所说的电力电子技术，具体来说就是使用利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。电力电子器件有如SCR，晶体管，IGBT等。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。从公用电网直接得到的电力是交流，从蓄电池和干电池得到的电力是直流。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。

电动车充电器是为电瓶充电而设计的设备。其需要变压器、开关电源以及各个电路。开关电源有两种工作方式：正激式和反激式。由于电路里需要多路不同电压供电，因此需要设计电源装置来提供所需的电功，为了满足要求电源装置能达到待需值，提供固定的电流。开关电源成为电子设备供电的主要电源。在所需的变压器方面大致可分为用有工、无工频变压器。

1.2本文设计内容

本次设计主要是为实现48V/2.5A电动车充电器设计，利用目前国内市场上已有的充电器电路和参数，对其进行进一步的改进和完善。通过简化一些电路模式，采用48 V密封铅酸蓄电池组，为了降低成本，以满足一般电动车48V蓄电池充电的要求。

本文主要设计电路为由开关电源作主电路，以UC3842为核心，以及控制芯片LM324和TL431实现对蓄电池的充电控制。各部电路包括工频整流电路设计，高频逆变电路设计，高频整流电路设计以及参数计算和选择器件的具体型号并绘制相关电路图，以完成设计任务。

第2章 48V/2.5A电动车充电器电路设计

2.1电动车充电器总体设计方案

AC/DC的开关电源将交流电转化为直流电，其能量变换过程如图2.1所示。

图2.1 开关电源的能量变换过程

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。整流电路普遍采用二极管构成的桥式电路，直流侧采用大电容滤波，该电路结构简单，因此开关电源采用有源的功率因数校正电路。

高频逆变通过高频DC/AC变换技术，将低压直流电逆变为高频低压交流电，然后经过高频变压器升压后，再经过高频整流滤波电路整流成通常均在300V以上的高压直流电，最后通过工频逆变电路得到220V工频交流电供负载使用。具体电路采用的是带隔离的直流-直流变流电路。针对不同的功率等级和输入电压可以选取不同的电路。