有关电动轮椅充电器资料

《有关电动轮椅充电器资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有关电动轮椅充电器资料（24页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 240W 谐振式电动轮椅充电器图7-68是240W谐振式电动轮椅充电器，该充电器具有重量轻、充电时间短、充电效率高与放电时间长等长处，其重要技术参数如下：(1) 输入电压：90264V AC；(2) 输入频率：4763HZ；(3) 输出电压：24V；(4) 输出电流：10A；(5) 充电特性：恒压、恒流；(6) 转换效率：86%；(7) 保护功能：过电压、过电流、过热、短路保护。 电路由输入保护电路、EMI克制电路、输入整流滤波电路、功率因数校正电路、直流转换电路、输出整流滤波电路、输出反馈取样电路及过电压、过电流、过热保护电路构成。这些电路的工作原理及特点在前面的电路中已具体讨论过。这里不

2、再反复。下面就充电器电路中采用的几种集成电路进行简朴简介。 图7-68 240W 谐振式电动轮椅充电器电路（一） 图7-68 240W 谐振式电动轮椅充电器电路（二）7.15.1 NCP1653的特性及功能简介1.NCP1653的特性 NCP1653是一款设计成持续导通型（CCM）的功率因数校正用的升压电路，它可以工作在跟踪升压或固定输出电压两种模式，工作频率固定于100kHZ，有效地减少了升压电感的体积，减小了功率MOS的电流容量，从而减少了成本。NCP1653有DIP-8及SO-8两种封装，且外围元件数量很少，及大地简化了CCM型的PFC的操作，它还集成了高可靠的保护功能，因此NCP165

3、3是一款结实、耐用又小巧灵活的PFC驱动器。2. NCP1653各引脚输出端及功能（1）FB/SD反馈及关断。该端接受反馈电流，它正比于FPC电路的输出电压，这个电流大小用于调节输出电压、输出过电压保护及输出欠电压保护。（2）控制电压软启动。该端电压直接控制输入阻抗，即电路的功率因数，外接一种电容以限制该引出脚带宽，典型为20Hz如下，以便实现单位功率因数。在=0时，器件无输出，因此该引脚也用做软启动。（3）In输入电压控制。该端流入一种由输入电压给出的电流，它正比于输入电压的均方根值，电流还用于功率限制，OPL及PFC的占空比调制。当乘积达到3以上时，OPL激活，并占空比减少，用减少的方式减

4、小输入功率。（4）CS输入功率检测。该端给出一种电流，它正比于电感电流，检测电流用于过电流保护（OPL），过功率限制及占空比调制，当达到200mA以上时，OPL即开始工作并严禁输出。（5）VM乘法器电压。该端提供一种电压用于PFC的占空比调制，PFC输入电路的输入阻抗正比于外接此端的电阻，器件工作在平均电流型时要在此处外接一种电容，否则电路将工作在峰值电流型模式。（6）GND公共端。（7）驱动输出。给出调制脉冲，驱动外接的功率MOSFET管。（8）电源电压。它给器件提供工作电压，工作范畴为8.7518V，UVLO阈值电压为13.75V。3.1.3.功能描述 NCP1653是一款设计成固定频率、

5、持续电流型工作的功率因数校正升压控制器，它可以工作在峰值电流型和平均电流型。 固定工作频率容易解决EMI问题，并限制辐射的噪声，减少对周边系统的噪声，减少对周边系统的污染。CCM方式工作减小了di/dt，从而减少干扰。NCP1653输出级给出1.5A驱动能力，从而可驱动大功率MOSFET，适于大功率输出应用。 NCP1653可以做恒定电压输出，也可以做跟随式电压输出，跟随型可有效的减少PFC电路电感的体积，减少对功率MOS的规定。用这种技术，输出电压不必设定在不变的电平，可根据输入电压和负载决定，容许较低的输出电压，可减少电感及MOS的成本。3.1.4.NCP1653提供下述保护特色过压保护（

6、OVP）、欠压保护（UVP）、过功率保护（OPL）、过流保护（OCP）、热关闭（TSD）。 7.15.2 L6598的功能简介1. 器件描述L6598是一款用BCD脱线技术制造的集成电路，它能驱动功率MOS或IGBT，在半桥拓扑中，L6598用其所有特性（如VCO、软启动、运放）提供需求，来执行谐振式SMPS的控制特性。仅用很少的外部元器件，甚至通过元器件可以接到高压（直到600V），它也可以工作在低压状态下。2. 器件引脚1脚（）：软启动定期电容。提供软启动特性，电容软启动时间根据关系式（=0.15）。在稳定状态，1脚电压是5V，在间隙时间内，电流（为启动的函数）给电容充电，此外，设立在，它

7、只取决于的值。2脚（）：最大振荡频率设立。将一种电阻接于该脚和地之间，以设立起始频率值，并固定于之差。（）在该脚上的电压固定为=2V。因此，调节，值建议不不不小于25k。3脚（）：振荡器频率设立。电容与和一起设立和。正常工作时，该脚呈三角波。4脚（）：最低振荡频率设立。将电阻连接在该端接地。以设立值。该端电压固定为=2V。因此，设立的电流等于。为精确设立频率，值建议不不不小于25k。 5脚（）：运算放大器的输出端，1M增益带宽乘积，这种运放是一种可以满足任何需要的无特性放大器。为完毕一种反馈控制环路，该脚凭借特有的电路可以接到端子。6脚（）：运算放大器的反相输入端。7脚（）：运算放大器的同相输

8、入端。8脚（EN1）：该端逼迫器件处在锁闭状态（与欠压状态相似）。高电压有效，典型的阈值电平是0.6V，这里有两种措施可以重新开始运营。一是减少电源电压到锁定阈值之下，然后再升高电压到对的的供应值；二是激活EN2输入，EN是为了大故障设计的，如短路或开路。9脚（EN2）：输入在1.2V开始激活，当激活时，强制一种软启动的程序。EN2电平普遍在EN1之上，它可以取消EN1的锁定。10脚（GND）：接地端。11脚（LVG）：低边驱动输出。该端连接到半桥电路低边功率MOSFET的栅极。将一种电阻接在该端和功率MOS的栅极之间，用于减少驱动峰值电流。12脚（）：电源电压端。该端连接一种电源滤波电容。内

9、部钳制在15.6V电源电压限制。13脚（NC）：空脚不接，该端内部不接，它增长高压电路和低压电路的距离，增长的距离对绝缘性非常有益。14脚（OUT）：高边驱动浮地参照端，该端必须紧密地连接到高边功率MOS的源极。15脚（HVG）：高边驱动输出，该端必须连接到半桥高边功率MOS的栅极，串入一种电阻接在该端和功率MOS之间，可用于减少驱动峰值电流。16脚（）：提高电压端，升压电容必须连接在该端和之间，专利集成电路技术取代了外部高压二极管，这个特点是用高压DMOS完毕与低边同步MOSFET的驱动。3. 内部电路L6598的内部框图如图7-69所示，其简化等效电路及波形如图7-70、图7-71所示。该

10、半桥变换器由开关器件VT1和VT2，谐振电感L1、磁化电感L2及谐振电容C1、C构成。二极管VD1和VD2是VT1、VT2的寄生体二极管。开关器件VT1和VT2反复交替地开和关。启动和关断时间相似，各50%占空比。该电路有如下三个状态：（1） L1和C1+C2之间的谐振电路工作，它给负载提供电功率。（2） L1+L2和C1+C2之间的谐振电路工作。它不对负载提供电功率。（3） +，L1+L2及C1+C2之间的谐振电路工作，、是VT1、VT2的寄生电容，它用于实现MOSFET的ZVS。（4） 在VT1中，反向电流流过寄生二极管VD1，VT2此时关断。L1和C1+C2之间的谐振电流起始值在t0处是

11、-I2，它与L2中电流重叠。L2中电流以速率增长（n=，N2=N3）。在t0时刻，放电，其上电压变为0，零电压开关实现了C2上的电压进一步减少，C2正在放电。 t1t2时刻，VT1导通，VT2关断。 谐振电流流经VT1，与t0t1时刻方向相反。谐振电流正弦式增长，并达到最大值，然后减小。直到在t2时刻与L2中电流重叠。谐振电流与L2中电流之差流过变压器，一次绕组N1，将功率送到负载。 t2t3时刻，VT1导通，VT2关断。 L1中电流I1与I2中电流在t2处重叠。此时没有电流流过变压器的二次绕组，在此模型下，L1+L2与C1+C2谐振。 t3t4时刻，VT1在t3时刻关断，VT1与VT2都处在

12、关断状态。 储存在VT2寄生电容中的电荷借助L1+L2及C1+C2之间的谐振电流放电，而反过来充电。 t4t5时刻，VT1关断，谐振电流流过VT2的寄生二极管VD2。 在t4时刻放电，其值变为0，能实现ZVS导通。 t5t6时刻，VT1关断，谐振电流流过VT2的寄生二极管VD2。 谐振电流流过VT2，并与t4t5时刻相反方向。谐振电流正弦式减小并达到最小值，然后又增长，直到在t6时刻与L2中电流重叠。 谐振电流和L2中电流之差会流过变压器一次绕组N1，于是功率传至负载。 t6t7时刻，VT1关断，VT2导通。 L1中电流I2与L2中电流在t6时刻重叠，此时无电流流过变压器的二次绕组，功率供应到

13、负载。 t7t8时刻，VT2关断，VT1及VT2处在关断状态。 VT2的寄生电容借助L1+L2和C1+C2之间的谐振电流充电。反过来放电。这时电流又回到初始状态，周期性地反复下去。 这种谐振电路的重要长处是没有开关损耗出目前MOSFET上。由于它的寄生二极管携带电流、电压跨过MOSFET时，在MOSFET流过正向电流之前为零。这里尚有关断损耗，但也许被MOSFET器件上小的吸取回路电容给抹去，其不要放电。储在任何跨过器件的电容中的能量都会靠相应MOSFET关断的效能返回到直流源中。最重要的特性（1） 高压电（直到600V）输入和减少dv/dt（150V/ns）于整个温度范畴内。（2） 250m

14、A（源出）/450mA（漏入）的驱动电流能力。（3） 欠压额定。（4） 精确的电压控制振荡器和软启动频率转移功能。（5） 集成式升压驱动用于电容升压。 图7-69 L6598内部框图图 7-70 简化等效电路图7.15.3 NCP1027 重要特性及功能1. NCP1027的重要特性 NCP1027是个专用芯片，用于自由运营准谐振电流模式反激离线式变换器，它有如下重要特性及功能。 （1）电流模式控制。一次电流逐周期检测对于避免磁芯饱和，以及严重电源故障引起一次电流过电流有很重要的意义。 （2）临界模式准谐振运作。通过检测辅助绕组电压的零点来避免变换器在任何输入和输出条件下进入电流持续模式。 （

15、3）通过合理的延时，开关直接在电压最小值时转换，改善了EMI噪声并提高了效率。 （4）动态自供电。在运营过程中，无论输出电压如何变化都能保证芯片正常工作。当电源过电压时，NCP1027将进入锁定模式。当低于4V时，控制器完全锁定停止工作时，动态供电同样给芯片供电。 （5）过电压保护。通过在辅助绕组上取样，当检测到过电压时，NCP1027将进入锁定模式。当低于4V时，控制器完全锁定停止工作，例如顾客拔掉或重新插上插头。外部可以调节过电压保护值。 （6）过载保护。通过持续检测反馈回路的特性，一旦电源过载，NCP1027就进入“打嗝”工作模式；过载消失，NCP1027重新工作。2. NCP1027的

16、引脚及功能1脚（DMG）：磁芯复位检测与过电压保护。变压器辅助绕组保证工作在断续模式，该脚电压达到7.2V时，过电压保护电路动作。2脚（FB）：峰值电流设立引脚。该脚直接与光耦相连，通过对峰值电流的设立来控制输出功率，当反馈电压低于内部跳跃点时将自动关闭输出脉冲。3脚（CS)：电流取样和跳跃模式设立点。该脚肩负一次电流取样和内部L、E、B比较器信号输入功能，在该脚串入一种电阻能控制跳跃模式的动作点。4脚（GND）：IN内部逻辑地。5脚（DRV）：驱动脉冲输出端。驱动外部功率MOSFET管。6脚（）：IC电源供应端。该脚需外接一种电解电容，典型值为10。7脚（NC）：空脚。与HV端隔开一定距离，

17、保证有足够的漏电距离。8脚（HV）：高压输入端。直接连接到直流母线高压侧，给引脚旁路电容提供横流充电电流。本充电器由于采用了上述三种集成电路，使其充足发挥了各自的长处，从而使电路性能达到了最高的提高，开关管工作在ZVS状态，具有高的转换效率与低的电磁干扰辐射。图 7-71 工作波形1. 设计过程 转换器方块原理图可以分为几种部分，如图7-69所示，涉及输出整流和滤波、变压器和谐振元件、半桥驱动器控制等。目的范畴是给出一种200W交流适配器的设计，下面是某些参数和规定。（1）输出电压=24V，最大输出电流控制在=1.010A。（2）宽范畴交流输入电压85264V。（3）需要高功率因数，总线电压应

18、当是360420V，基于这些值，我们可以开始设计输出级滤波器。（4）二次侧的电流关系式（假设为近似正弦波形）。=1.57=15.7A =11.1A =4.82A2. 输出滤波器和整流需要使用高质量的电解电容，设立极限为100%）。国际正常原则规定用高的功率因数来完毕电源设计。 高功率因数的预调节器，在输入整流桥和滤波电容之间插进去，会改善功率因数到0.99，供应电流能力增长，滤波电容峰值电流及谐波畸变都会减小。 再者，PFC有预调节的高压总线，由于PWM工作在固定的直流总线上，这会使谐振式工作变得容易控制。 NCP1653是一种集成控制器，专用于PFC级，它采用平均电流控制技术，并对中功率到高

19、功率很合用。 掌握谐振元件的措施是采用正常电压、电流。 最小工作频率设在65kHz，该频率可考虑一种好的折衷措施：既保持变压器的磁化设立的小尺寸，又避免高频问题（如杂散参数开关损耗等）。 让我们固定正常输出电压M=0.98 假设正常工作电流J=0.2 J 此处是特性值阻抗，= 谐振可按下式计算 = =120 谐振电容是 谐振电感是 4、 变压器绕组 为拟定绕组，一方面必须固定输入的直流总线电压值。由于在所讨论的设计中有PFC预调节级的需要，因此让起始固定电压总线范畴在360420V。LCL谐振变换器的谐振可以用变压器的一次电感预定值来实现。第二个谐振电感与盼望电感值之比可以用骨架间隙来调节，并

20、且可以再变压器磁心之间加入空气隙来调节（这句减少了磁化电感），为此我们选择两层骨架的形式，将一、二次分开。变压器构造如下图所示。绕组设计开始先计算所需的最小一次圈数。对此，有 此处，,=135.7。在状况，先求出，B由下式计算此处，；=1.3。作为替代，在此状况下，由替代，固定为0.4T。选择一次圈数。圈数比n=10,占空比D=0.5，选择n=12,二次=10。1） 圈数比n可以足够高，高于上式，由于有效应。2） 二次绕组相应为=10+10，这是由于中心抽头式整流。 为了限制趋肤效应，（带来固有功耗）的导线解决方案被采用。1） 导线放于一次侧（）。2） 导线放于二次侧（）。由于一、二次绕组设定

21、，我们需要固定变压器电感。下式可以计算并得出在磁心参数及气隙长度条件不变下的一次电感量。它是磁心参数及一次圈数及气隙的函数。式中：为空气的磁导率；为相对磁导率；为磁路长度，cm；为磁心有效面积，cm；为气隙长度，mm。计算一次电感为。本文中L=0.85。考虑漏感，在原则正向应用的变压器中不是很精确的。（重要因机械位置）近似值可以用下面公式得出此处为270。式中：；。场效应管场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件。 (1) 场效应管的特点 具有输入电阻高（100M1000M）、

22、噪声小、功耗低、动态范畴大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽、热稳定性好等长处,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 (2) 场效应管的作用 场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容量较小,不必使用电解电容器。场效应管可以用作电子开关。场效应管很高的输入阻抗非常适合伙阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以以便地用作恒流源。 (3) 场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类；按沟道材料：结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种；按导电方式：耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效

23、应管既有耗尽型的，也有增强型的。LM358 LM358内部涉及有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范畴很宽的单电源使用，也合用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范畴涉及传感放大器、直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其她所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358特性内部频率补偿。 直流电压增益高(约100dB) 。 单位增益频带宽(约1MHz) 。电源电压范畴宽：单电源(330V)；双电源(1.5一15V) 。低功耗电流，适合于电池供电。低输入偏流。低输入失调电压和失调电流。共模输入电压范畴宽，涉及接地。差

24、模输入电压范畴宽，等于电源电压范畴。输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V)。LM358重要参数输入偏置电流45 nA 输入失调电流50 nA 输入失调电压2.9mV 输入共模电压最大值VCC1.5 V 共模克制比80dB 电源克制比100dB 在毕业设计期间，我学到了诸多的东西和结识了自身的局限性。在后期紧张中高效率的完毕了论文的草稿和修改。在论文写作以及电路设计的过程中，感觉会的东西太少不会的东西太多，有时觉得能完毕真的很不容易，还好，最后完毕了我的我的毕业设计。 开始是在教师的指引下完毕相应的任务，找相应的资料学习，研究设计。不懂的在网上多搜索些资料多看，通过网络、图书馆收集有关学术论文、

25、核心期刊、书籍等。在设计课题过程中我查阅了大量的资料和进行理论知识的复习，查找和毕业设计课题有关的内容，设计系统的设计方案。不会的也会找同窗来协助，协助我设计和理解原理图。接下来，开始对所收集的资料进行整顿，在教师规定的日期内完毕了草稿，让指引教师提出局限性之处。然后我再加以修改。论文的格式和规定我严格按照学校网站上给出的规定来做，通过不断的修改和学习，有些本来不会的很实用的东西很容易就学会了，例如论文目录自动生成，protel软件画图及如何复制到word文档中，尚有教师教的复制图之前先插入一种文本框等等都是很实用的东西。在整个毕业论文设计的过程中我学到了做任何事情所要有的态度和心态，对于浮现

26、的任何问题和偏差都不要轻视，要通过对的的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不会可以，但是不能停止去做去思考，只要花时间，有所收获是必须只，要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。在工作中要学会与人合伙的态度，认真听取别人的意见，这样做起事情来就可以事倍功半。 总体说来，通过本次设计，使我学会了如何根据规定去设计电路和调试电路的措施。锻炼了自己的细心和设计思路，动手能力得到很大的提高。论文的设计 和实验成功的展目前我们面前，对自己而言有种收获的感觉，心里很有成功感！这次的设计对后来的工作学习均有很大的协助。 道谢 在论文完毕之际，我一方面向关怀协助和指引我的指引教师张金美教师表达衷心的感

27、谢并致以崇高的敬意！ 在论文工作中，遇到了许多麻烦。例如说电路图工作原理不明确；撰写论文时条理不清晰及论文格式不对的等，这些都是在张教师的亲切关怀和悉心指引下一一解决的，从中使我获益匪浅。张教师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和她敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终身难忘。再一次向她表达衷心的感谢，感谢她为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私协助! 值此论文完毕之际，谨向张教师及其她曾关怀、教导过我的教师致以最崇高的谢意! 在学校的学习生活即将结束，回忆两年多来的学习经历，面对目前的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心协助过我的所有教师和同窗表达由衷的感谢! 特别感谢我的同事郭磊和张元松实习期间予以我的协助，以及同窗对我的学习和生活所提供的大力支持和关怀! 在我即将完毕学业之际，我深深地感谢我的家人予以我的全力支持！ 最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参与答辩的各位专家、专家!