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开关电源充电机的研制

作　者: 王睿庭
导　师: 马胜前
学　校: 西北师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 开关电源充电机 脉冲宽度调制(PWM) 脉宽调制器SG3525 智能功率模块(IPM) MCS-51单片机
分类号: TM910.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 418次
引　用: 1次
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内容摘要


目前,成品化的开关电源充电机有许多不足之处,如只能工作于稳压或稳压限流方式;给铅酸蓄电池组充电时只有单一的恒压充电方式,不利于蓄电池的使用和寿命;不便于计算机监控等。为了弥补这些不足之处,我们采用MCS-51单片机对稳压、稳流进行控制,从而实现铅酸蓄电池组的自动充电和计算机实时监控。本文研究了开关电源的基本原理、脉宽调制(PWM)技术,确定了采用脉宽调制器SG3525来产生PWM控制信号;研究了IGBT的工作原理、智能功率模块(IPM)的结构及控制原理,设计了IPM外部驱动电路、保护电路及缓冲(吸收)电路,实现用IPM取代IGBT作为主开关器件;还讨论了铅酸蓄电池的充电方法,包括常规充电方法和快速充电技术。本文设计了以MCS-51单片机为核心,用IPM取代IGBT作为主开关器件,采用SG3525产生PWM控制信号的开关电源充电机控制系统,实现了对开关电源输出电压、电流的检测并同时显示,可以对稳压、稳流进行控制及自动切换,而且可以很方便地通过定时对稳压、稳流的时间进行控制,从而实现对铅酸蓄电池组的自动充电和智能保护。此外,还实现了单片机与微机之间的通信。该系统经过较长时间的运行表明,技术性能良好,工作稳定,可靠性高,操作方便,达到了预期的目的。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 开关电源的发展及国外现状  8-11
  1.2 国内开关电源的发展及现状  11-12
  1.3 本文主要研究内容  12-13
第二章 开关电源的基本原理  13-19
  2.1 电源概述  13-14
  2.2 开关电源结构框图  14-15
  2.3 开关电源的控制方式  15
  2.4 脉宽调制器SG3525  15-18
    2.4.1 SG3525引脚功能  15-16
    2.4.2 SG3525特点简介  16-17
    2.4.3 SG3525功能介绍  17-18
    2.4.4 SG3525工作原理  18
  2.5 本章小结  18-19
第三章 智能功率模块(IPM)  19-26
  3.1 IPM的前身IGBT  19-20
  3.2 IPM的结构  20-21
  3.3 IPM的控制原理  21-22
  3.4 IPM的外部驱动电路设计  22-23
  3.5 IPM的保护电路设计  23-24
  3.6 IPM的缓冲电路设计  24-25
  3.7 本章小结  25-26
第四章 铅酸蓄电池的充电方法  26-31
  4.1 蓄电池充电理论基础  26
  4.2 蓄电池的常规充电方法  26-28
  4.3 快速充电技术  28-30
    4.3.1 脉冲式充电法  28-29
    4.3.2 变电流间歇充电法  29
    4.3.3 变电压间歇充电法  29-30
  4.4 本章小结  30-31
第五章 开关电源充电机控制系统设计  31-48
  5.1 控制系统硬件设计  31-41
    5.1.1 A/D转换器模块  32-34
    5.1.2 D/A转换器模块  34-35
    5.1.3 键盘输入电路  35
    5.1.4 LED显示模块  35-37
    5.1.5 实时时钟电路  37-38
    5.1.6 自动复位电路(看门狗)  38-39
    5.1.7 串行通信模块  39-40
    5.1.8 稳压、稳流的控制和切换  40-41
  5.2 系统软件设计  41-47
  5.3 系统主要技术指标  47
  5.4 本章小结  47-48
第六章 结论  48-49
附录A 开关电源充电机实物图  49-51
参考文献  51-54
攻读硕士学位期间完成成果  54-55
致谢  55

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 一般性问题 > 充电方式、充电设备
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