楊帆

摘要：本文在分析中國和國外快速充電技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合生活和生產(chǎn)需要，研制了一種智能數(shù)字充電系統(tǒng)，所有電池規(guī)格均可充電。

首先介紹了系統(tǒng)的工作原理，討論了充電原理和負(fù)載控制技術(shù)，并對電池負(fù)載控制和電壓控制提出了廣泛的建議。其次，詳細(xì)討論系統(tǒng)的硬件設(shè)計和實現(xiàn)，控制開關(guān)將著重于調(diào)整性能因數(shù)的技術(shù)和兩個晶體管的正引擎的實現(xiàn)，設(shè)計并實現(xiàn)了一個數(shù)字化管理系統(tǒng)，討論了電磁兼容系統(tǒng)，最后介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并介紹了牽引力控制系統(tǒng)開發(fā)的實際壓碎情況，采用數(shù)字濾波和滑塊算法對系統(tǒng)進(jìn)行了精確檢測，系統(tǒng)與數(shù)字電池之間的信息傳輸是通過SMBus的丟失來實現(xiàn)的。通過一系列的實驗，可以說該系統(tǒng)在加載過程中是有效可靠的，能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境，系統(tǒng)運行良好，滿足用戶的需求。

關(guān)鍵詞：模糊算法;滑動窗口算法;模糊控制器;雙管正電路

1 緒?論

1.1課題研究的目的和意義

電源技術(shù)是所有電氣設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)。其水平直接影響到所有的電力性能，電力性能參數(shù)應(yīng)包括性能參數(shù)、應(yīng)力參數(shù)、聲學(xué)參數(shù)和載荷參數(shù)。性能和可靠性指標(biāo)，如體積，同樣的參數(shù)可以得到重量、強(qiáng)度和噪聲，因此，性能優(yōu)良的系統(tǒng)不僅要滿足特性參數(shù)的要求，還要對具體指標(biāo)提出要求。

通信設(shè)備電源系統(tǒng)存在以下技術(shù)問題：故障率高，維護(hù)困難，經(jīng)常影響正常進(jìn)行;同一電池在我國的合理性低，充電器適應(yīng)能力不足，培訓(xùn)不足，大容量、大容?量、低性能不符合現(xiàn)代設(shè)備的要求;沒有新一代“數(shù)字電池”充電功能。

鑒于這些缺點，用戶多年來一直在尋找新的高性能系統(tǒng)，以滿足國防工業(yè)和專業(yè)部門的需要。

2 總體方案設(shè)計

根據(jù)我們的要求，充電系統(tǒng)不僅可以為鋰離子電池、鎳鎘電池和銀電池充電，還可以直接為電視臺供電，并具有特殊的保護(hù)功能，還可以識別數(shù)字電池，例如，鋰離子充電為7.2v/2ah，如果25.2v/4ah將不同規(guī)格的所有功能組合在一起，則26個充電器有不同的工作模式，其中一些必須由控制面板打開，有些必須適應(yīng)和轉(zhuǎn)換，面板必須顯示電源、充電和斷電后故障類型的不同信息。

一般的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電源，首先修正輸入220V的交流電流，用濾波器電容器決定約300V的直流電源，進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換。因為PFC增加了直升飛機(jī)的開關(guān)電路，電源的容許輸入電壓范圍通常達(dá)到90-270v，提高了電源的適應(yīng)性，同時因為直升飛機(jī)的電路有穩(wěn)定壓力的功能，所以直流的輸出電壓穩(wěn)定，隨后的直流電路的控制有助于提高精度和效率。

3 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計

傳統(tǒng)的切換網(wǎng)絡(luò)的電源有著致命的弱點。功率因數(shù)低，通常為0.45-0.75，其無效成分基本溶解度高，其中第三次諧波的振幅約為95%，第五次諧波的振幅為基本寬度的70%。應(yīng)該實際使用，那個無效成分的寬度是基本寬度的70%左右。第七次諧波的振幅約為基本振幅的45%，上振動對電網(wǎng)有害。此外，電力設(shè)備的輸入端子的功率因數(shù)也有所下降，關(guān)于架空振動造成的損害，自1992年以來，國際上通過了限制架空振動的立法，以前的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的電力供給也被列入了限制名單。

在一般的交換網(wǎng)絡(luò)電源中，首先修正輸入的220V的交流電，根據(jù)濾波器容量決定約300V的直流功率并進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換，利用濾波器容量使輸出電壓平滑，但是電流成為不連續(xù)的脈沖，所以該電源功率因數(shù)較低諧波多，輸電網(wǎng)污染大，入口端的小波動引起出口大混亂。直流輸出的直流電壓發(fā)生了很大變化，變化量在后期傳遞，影響了輸出電壓，PWM控制器接收到采樣電路的信號后，調(diào)整了脈沖寬度輸出，當(dāng)時PWM控制器的反應(yīng)明顯落后。輸出產(chǎn)生大的峰值干擾，修正后加入PFC電路，使輸入流波形正弦波與電壓波形同步，提高輸入功率率，降低輸入諧波功率，降低對電力網(wǎng)的電源干擾，滿足當(dāng)前的諧波限值。

一般情況下，在導(dǎo)通期間，變壓器在一個方向上產(chǎn)生的磁電流通過一個管，該管在變壓器磁場中儲存能量并產(chǎn)生反饋能量，當(dāng)變壓器停止工作時，這是二極管產(chǎn)生的一種對比磁力，請回到電源線上。二極管D線、Q、Q上的電壓，當(dāng)反饋電壓被限制為vs.值時，反饋電壓幾乎等于原始正向電壓，因此存儲能量的反饋時間幾乎等于關(guān)閉前的開啟時間。為了可靠性，一次的時間也不到50%Q和Q的時候關(guān)閉時，二次開發(fā)電壓反轉(zhuǎn)，直流二極管DS OFF，用L6根線的光連接到連續(xù)電路的話，L兩端電壓成為負(fù)載鉗位電壓v，連續(xù)流量逐漸減少。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本部分將介紹數(shù)字智能充電系統(tǒng)的軟件設(shè)計。首先，介紹軟件的整體設(shè)計。SMBus的通信程序和系統(tǒng)采用的軟件抗干擾對策。

根據(jù)輸入的信息，主程序決定具體的動作狀態(tài)，啟動子程序。主程序的流程如下：系統(tǒng)啟動初始化后，程序首先讀取x 5043的E 2 PROM的參數(shù)，向程序中不同的控制量分配值。然后進(jìn)入待機(jī)模式，等待鍵盤輸入。程序輸入后，根據(jù)輸入信息進(jìn)入各自的動作狀態(tài)，調(diào)用子程序。程序在運行中總是接收各種測試值，并根據(jù)測試值調(diào)整動工作狀態(tài)。

智能充電的核心科技是模糊控制器，它的設(shè)計需要解決以下幾方面的問題：選取模糊控制器的結(jié)構(gòu)、精確量模糊化、模糊控制器的算法設(shè)計和模糊量精確化。

設(shè)計模糊控制器時，不需要針對被控制過程建立正確的數(shù)學(xué)模型，需要在控制規(guī)則中記述模糊模型，制作模糊模型的方法有很多。模糊論證的綜合法等，如果在人工控制過程中可以直接利用操作者的控制能力處理模糊信息，則可以吸收人腦在復(fù)雜的被控制對象識別和評價中的特性，利用模糊數(shù)量的關(guān)系系統(tǒng)的清晰化。模糊控制裝置的設(shè)計過程被簡化，并且使用該方法構(gòu)建了充電系統(tǒng)的模糊控制裝置。

鋰電池具有恒定電流和恒定壓力電流。恒定電流充電時，持續(xù)識別電池端電壓。當(dāng)電池電壓達(dá)到飽和電壓時，恒定電流充電狀態(tài)結(jié)束，自動轉(zhuǎn)換為恒定電流充電狀態(tài)，恒定電流充電時，系統(tǒng)不斷識別充電電流。鋰離子電池的內(nèi)部電阻隨著充電過程的增加而增大，充電時的電流也會增加。當(dāng)發(fā)現(xiàn)充電電流降低到恒定電流充電的1/10時，假設(shè)電池已充電，進(jìn)入充電狀態(tài)，用單處理器的充電計時器計時。充電。電池最長充電時間后仍處于一定電流或電壓放電狀態(tài)時，充電器處于浮充的保存狀態(tài)。同樣，充電時電池溫度超過45（176℃）時，充電器處于充電狀態(tài)，之后的兩種控制方法可以保證鋰電池的安全充電。這種復(fù)雜的控制方法已經(jīng)被反復(fù)測試以確認(rèn)其控制方法是安全的而且可靠。

5 實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析

基于設(shè)計要求確定數(shù)字智能充電系統(tǒng)的技術(shù)方案，主動輸入功率率校正提高輸入功率率，主開關(guān)取代雙正開關(guān)?？刂泼姘逡訶C 164微處理器為中心，設(shè)計了安全可靠的銀鎘、導(dǎo)電氫和鋰離子電池殼的快速充電系統(tǒng)。

數(shù)字化智能充電系統(tǒng)的研究工作主要是遵循以下兩個思路進(jìn)行：

確保高可靠性、高功能充電電源的計劃：本論文詳細(xì)研究了主動功率因數(shù)修正（APFC）技術(shù)，在分析了雙管正激勵電路的特征后，設(shè)計了高功率率、高可靠性的充電電源。為實現(xiàn)充電性能提供良好的基礎(chǔ)。

通過對蓄電池充電特性的分析，提出了一種智能充電方法，是保證商品質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，在前人充電理論的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了不清晰信息的處理和不清晰負(fù)載的控制。該系統(tǒng)以XC64微處理器為核心，對不同型號、多標(biāo)準(zhǔn)電池進(jìn)行智能充電控制，通過SMBus微處理器和數(shù)字電池提高了系統(tǒng)的智能性，并處于宏處理器的前沿，代表了系統(tǒng)的先進(jìn)性。系統(tǒng)將滑動窗口技術(shù)應(yīng)用于信號檢測，解決充電過程中的負(fù)增量識別問題，將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于充電控制，實現(xiàn)充電過程的優(yōu)化調(diào)整，多應(yīng)用于先進(jìn)技術(shù)，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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（作者單位：河北科技學(xué)院）