3 充电电路工作原理

3。1 充电电路设计指标

本次设计的电动自行车充电器装置需要把市电220V交流电转换成直流电，从而为电动自行车蓄电池充电。这就是本此设计中要设计采用一款反激式开关AC-DC电源的原因。那么实现这样一款开关电源首先就要设计其指标。

1。开关电源的输入为220V 50Hz的市电。论文网

2。由于要实现给48V的蓄电池充电，考虑到充电电压要高于蓄电池充满后的电压值，所以本设计应能输出60V的电压。

3。整个装置中的驱动芯片和控制器需要供电，所以本设计还应能输出12V的电压，这样经过电源变换芯片装换为需要的供电电压。

4。从功率上来讲，我们设定此充电器的最大充电电流为1。8A，为芯片等供电一路的电流为0。5A,则总输出功率 。

5。开关管开关频率为30KHz。

6。输出电压精度为±5%以内。

以上就是本节设计的开关电源的设计指标。

3。2 充电器三种充电方式

3。2。1 恒流充电法

恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。

3。2。2 恒压充电法

充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电。由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减少，因此，只需简易的控制系统。

这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成电池报废。鉴于这种缺点，恒压充电很少使用，只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如，汽车运行过程中，蓄电池就是以恒压充电法充电的。

3。2。3 阶段充电法

此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法。

a）二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法。首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。

b）三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制[5]。

4 充电器系统硬件电路设计

4。1 主电路设计文献综述

根据设计指标，在这里针对反激式开关电源设计其中重要的部分反激式变换器，包括磁芯大小、原边匝数、副边匝数、辅助绕组匝数和磁芯气隙大小等。

（1）选择磁芯大小

如果效率为83%，则变压器传输的功率=114/0。8≈137W                       （4-1）

由于很多因素，例如磁性的材料特性，变压器的形状，表面的热辐射，允许温升，工作环境等等的因素，所以无法简单地把传输功率与变压器的大小联系起来[6]。

所以要根据特定磁芯的传送功率与尺寸（体积）的关系图确定磁芯的型号。一般来说变压器的磁芯选择铁氧体材料，根据铁氧体材料磁芯的关系图和137W的功率知道应该选择型号E42/20的铁氧体材料的磁芯[6]。