电动自行车智能充电器设计

论文摘要

随着环境污染和能源危机的加剧,世界各国开始大力的推广电动自行车和电动汽车,电动自行车以其独特的优势得到了广泛的应用,但是电动自行车在其使用的过程中也逐渐暴露出了缺点,就是电动自行车配备的铅酸蓄电池使用寿命普遍短。究其原因,是由于在以往的蓄电池充电过程中,充电方法不当,易造成蓄电池未充满电或者充电过量,这对蓄电池的使用寿命会有很大的损害。针对电动自行车铅酸蓄电池的上述问题,设计了一种智能化程度较高的充电器。充电器的设计包括硬件设计和软件设计两部分。硬件部分以AT89S52为核心控制部件,设计相应的外围电路。充电器工作时,外围电路的取样检测电路首先采样铅酸蓄电池的状态信息,然后把采样得到的模拟信号经A/D转换器转换成数字信号后输送给单片机,由单片机来确定蓄电池应采用何种充电模式。充电电路开始工作时,220V交流市电经阻容降压电路和开关稳压电源后输出充电所需的直流电源,对铅酸蓄电池进行充电,在充电的过程中,取样电路继续工作,实时的采样铅酸蓄电池的状态信息,并经A/D转换后输送给单片机,单片机根据蓄电池的状态及时的调整充电脉冲的占空比,充电脉冲的占空比由单片机控制开关电源中的阻容定时电路的电阻来实现。若充电过程中出现故障,则启动显示装置中的报警装置,发出报警;若无故障,则充电顺利进行,当检测到蓄电池端电压超过40V时,显示电路的绿灯亮,表明蓄电池已充满,可以考虑停充,电源自动停充。软件设计上,采用C语言作为设计语言,对数据采集系统、充电控制系统以及抗干扰系统进行设计,使之更有效的对硬件电路实施控制作用。最后,根据设计的充电器,对系统进行了实验调试,找出了系统存在的问题,并对智能充电器的进一步发展进行了展望。本文设计的智能型充电器,采用一种新型的常规充电和快速充电相结合的充电方法,克服了常规充电方法和快速充电方法的缺陷。各硬件系统的功能独立,通过试验调试,虽然与理论设计存在一定的误差,但仍不失其合理性和有效性。对存在的问题进行修改后,可以考虑其使用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 电动自行车用蓄电池的现状和发展趋势
• 1.3 充电技术的发展
• 1.4 本文研究的内容和意义
• 1.5 论文各部分的主要内容
• 第二章 电动自行车智能充电器的设计基础
• 2.1 铅酸蓄电池的基本结构
• 2.2 铅酸蓄电池的电特性
• 2.2.1 铅酸蓄电池的容量
• 2.2.2 铅酸蓄电池的充放电特性
• 2.3 影响铅酸蓄电池寿命的因素
• 2.3.1 放电深度
• 2.3.2 放电率关系
• 2.3.3 过充电
• 2.3.4 温度的影响
• 2.4 充电模式及控制方法
• 2.4.1 充电模式
• 2.4.2 控制方法
• 2.5 一种新型的充电技术
• 2.6 小结
• 第三章 电动自行车智能充电器的硬件设计
• 3.1 快速充电的技术指标和设计原则
• 3.1.1 技术指标
• 3.1.2 快速充电装置的去极化设计原则
• 3.2 智能充电器的设计原理及主要参数
• 3.2.1 智能充电器的设计原理
• 3.2.2 智能充电器主要参数的确定
• 3.3 智能充电器的硬件设计
• 3.3.1 充电电路的设计
• 3.3.2 取样检测电路的设计
• 3.3.3 控制电路的设计
• 3.3.4 显示电路的设计
• 3.4 小结
• 第四章 电动自行车智能充电器的软件设计
• 4.1 充电系统主程序设计
• 4.2 数据采集程序设计
• 4.3 充电控制程序
• 4.4 抗干扰设计
• 4.5 小结
• 第五章 智能充电器的试验调试
• 5.1 硬件电路的试验
• 5.1.1 充电电路的试验
• 5.1.2 取样电路的试验
• 5.2 程序的调试
• 5.3 系统试验
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介