李文萱 趙新華 馮巧紅

[摘 要] 隨著鉛酸蓄電池的發(fā)展，智能充電器的應(yīng)用越來越廣泛。主要對(duì)智能充電器的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，包括移相諧振控制器UC3875的介紹、EXB840驅(qū)動(dòng)模塊應(yīng)用以及看門狗技術(shù)電路設(shè)計(jì)。

[關(guān) 鍵 詞] 蓄電池；智能充電器；驅(qū)動(dòng)電路

[中圖分類號(hào)] TM910.6 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）07-0032-01

一、移相諧振控制器UC3875的介紹

UC3875是美國(guó)Unitrode公司針對(duì)移相控制方案推出的集成芯片，主要電氣特性如下：

可實(shí)現(xiàn)0%～100%的占空比控制；欠壓鎖定（UVLO）功能；軟啟動(dòng)控制功能；4個(gè)2A圖騰柱式輸出級(jí)；10MHz誤差放大器；啟動(dòng)電流只有150uA；5V基準(zhǔn)電壓可微調(diào)；UC3875具有20個(gè)管腳的封裝形式，如圖1所示，主要管腳功能簡(jiǎn)要說明如下：

（1）VREF提供+5V基準(zhǔn)電源。（2）E/AOUT是片中誤差放大器的輸入口。如果PWM比較器其輸出電壓小于1V時(shí)，相移角為0度。（3）EA+，EA-分別是同相、反相輸入端。（4）OUTA，OUTB，OUTC，OUTD是四個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)端，最大占空比50%。（5）VC電壓為輸出級(jí)開關(guān)管及偏壓電路的電源電壓。VC超過3V，其電路就能正常工作，VC大于12V，可以獲得最佳性能。（6）VIN是電源電壓。正常工作時(shí)，VIN電壓應(yīng)該大于12V。（7）SLOPE，F(xiàn)REQSET分別是斜率設(shè)置管腳和頻率設(shè)置管腳，內(nèi)部高頻震蕩器的震蕩頻率決定于接在該引腳和信號(hào)地GND之間的電阻和電容的數(shù)值。（8）CLOCK/SYNC為時(shí)鐘/同步功能管腳，在多個(gè)芯片并聯(lián)工作時(shí)，所有芯片都同步于最快的芯片。（9）RAMP為鋸齒波管腳。（10）C/S+為過電流比較器的同相輸入端。（11）SOFT-START為軟啟動(dòng)腳。（12）PWRGND，GND為電源地與信號(hào)地。

二、EXB840驅(qū)動(dòng)模塊應(yīng)用

EXB840模塊接線如圖2所示，由于IGBT本身結(jié)構(gòu)和性能的特殊性使得柵射極接線不得超過lm。EXB840是混合IC能驅(qū)動(dòng)高達(dá)150A的600V IGBT和高達(dá)75A的1200VIGBT。IGBT的過流保護(hù)：IGBT在結(jié)構(gòu)中要加入電流保護(hù)設(shè)計(jì)，由于其允許通過的電流較小，一般不得大于10μs，如果過流，則LED發(fā)亮，輸出過流信號(hào)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中將4個(gè)EXB840模塊的所有過流輸出信號(hào)連接在一起，只要有一個(gè)模塊檢測(cè)出過流，則馬上向UC3875的C/S+腳輸出封鎖信號(hào)。

■■

圖1 UC3875管腳圖 圖2 EXB840模塊接線圖

三、“看門狗”技術(shù)設(shè)計(jì)

單片機(jī)運(yùn)行中一旦有干擾就可能失控，進(jìn)而程序出現(xiàn)問題，最終會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入“死循環(huán)”狀態(tài)。為了解決這一情況，在單片機(jī)結(jié)構(gòu)中我們采用程序監(jiān)控技術(shù)，也就是“看門狗”技術(shù)，可以解決程序的“死循環(huán)”狀態(tài)?！翱撮T狗”持續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行，如果出現(xiàn)問題，則認(rèn)為程序運(yùn)行發(fā)生死循環(huán)，然后強(qiáng)迫單片機(jī)復(fù)位，使得程序返回到開始的位置。

“看門狗”實(shí)際上所起的作用等同于特殊的定時(shí)器，在它定時(shí)時(shí)間到達(dá)之前需不斷給“看門狗”喂食，不斷對(duì)定時(shí)器清零；一旦程序跑飛，沒有及時(shí)給它喂食，定時(shí)器計(jì)時(shí)到達(dá)溢出，強(qiáng)迫單片機(jī)復(fù)位。本文采用MAX813L和單片機(jī)相結(jié)合的方法來防止程序運(yùn)行跑飛。MAX813L的“看門狗”超時(shí)設(shè)定時(shí)間為1.6s，復(fù)位脈沖寬度為200ms。WDI與單片機(jī)的P3.0腳連接，程序運(yùn)行過程中周期性的送出脈沖寬度50ns的信號(hào)至WDI，不斷對(duì)MAX813L內(nèi)部的定時(shí)器清零。

四、顯示電路

充電裝置通過4個(gè)八段發(fā)光管顯示充電過程中蓄電池的端電壓，充電電流以及蓄電池溫度。三組數(shù)據(jù)每個(gè)5秒鐘輪換依次顯示。如圖3所示，四個(gè)八段發(fā)光管通過編碼分別分配了一個(gè)地址，50H，58H，60H，68H。通過地址選通控制共陽極的導(dǎo)通，八個(gè)引腳則通過8286與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連接。在充電過程中發(fā)生故障，包括電池反接，過電流保護(hù)，過熱保護(hù)，除了蜂鳴器報(bào)警外，在4個(gè)發(fā)光管上也顯示相應(yīng)的錯(cuò)誤類型代碼?！龀鲥e(cuò)代碼1表示電池反接；■出錯(cuò)代碼2表示蓄電池溫度過高；■出錯(cuò)代碼3表示充電電流過大保護(hù)。

■

圖3 顯示電路圖

五、總結(jié)

這不僅是科技的進(jìn)步，也是人們生活水平和環(huán)境需求的提高，越來越多的設(shè)備采用電動(dòng)控制，不可避免地會(huì)使用充電裝置。本文主要對(duì)智能充電裝置的驅(qū)動(dòng)電路部分進(jìn)行研究，采用UC3875芯片和EXB驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)功率管驅(qū)動(dòng)，對(duì)UC3875以及EXB模塊進(jìn)行了深入的討論。