正负脉冲型电动车智能充电器的设计

摘要：从保护铅酸蓄电池、提高充电效率的角度出发，分析了目前市场上主要充电方式的弊端，设计了一种正负脉冲型电动车智能充电器。系统采用PIC16F676单片机进行控制，将普通三段式充电方式中的恒压阶段变为正负脉；中充电方式，增加了涓流充电等功能，优化了定时和自断电电路，在延长蓄电池使用寿命、缩短充电时间方面有很好的效果。
关键词：智能充电器；开关电源；正负脉冲

0 引言
目前的电动车用充电器主要有以下几种：(1)三段式充电器，即将充电方式分为恒流、恒压、浮充三个阶段。三段式充电方式基本上能够满足电动车日常充电的需要，成本也最低，然而这种充电方式有诸多问题，比如各厂家蓄电池极性不同，容易烧坏充电器、损坏蓄电池；不能定时强制进入浮充状态等。(2)带有防反接和定时功能的充电器，即当电动车蓄电池极性接反时不进行充电，防止出现故障；在充电上限时间达到后强制转入浮充状态，防止损坏铅酸蓄电池。可以有效地防止因极性不同而发生的故障，并且可以强制进入浮充阶段，但是多采用晶闸管或继电器进行控制，晶闸管对电网有影响，继电器控制直流电灭弧困难，有安全隐患。(3)脉冲充电器，将三段式充电器中的恒压阶段改为脉冲式充电方式，但仅仅是正脉冲。这在一定程度上解决了充电过程中温升高的问题，同时充电效率有所提高，但是仅仅依靠正脉冲对于解决这些问题效果还不是很理想。基于以上种种弊端，本文在三段式充电电路基础上设计了一种智能型充电器，通过涓流充电、正负脉冲充电和定时断电等一系列措施提高充电效率，延长电池寿命，并可修复略有损伤的蓄电池。

1 系统硬件设计
本方案电路主要分为三个部分，分别为电源电路部分、单片机系统电路部分和正负脉冲控制电路部分。如图1所示，图中5V电源电路为单片机供电，单片机通过控制正负脉冲控制电路对变压器输出电压进行控制，达到产生正负脉冲的目的。

1．1 电源电路
如图2所示，变压器输出的交流信号经过续流二极管D18整流和电容C20滤波输出约12V的直流电压VCC1，VCC1经过三端稳压电源芯片78L 05稳压后输出5V直流电压，经过电容C26、C24滤波后供给单片机。其中C26为极性电容，主要用来抗浪涌，C24为无极性小电容，主要用来滤除高次谐波。图中LD2为电源指示灯，电阻R22为限流电阻。