【摘要】：隨著化石能源的消耗和環(huán)境的惡化,可持續(xù)發(fā)展越來(lái)越受到人們的重視。鋰電池由于其比能量高、自放電小、無(wú)記憶性、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)各種電力儲(chǔ)能設(shè)備中,例如可攜帶移動(dòng)電子產(chǎn)品、航空航天、電動(dòng)汽車等。隨著鋰電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展,鋰電池方向的相關(guān)人才的需求也急劇攀升。針對(duì)鋰電池及其相關(guān)專業(yè)的高職院校學(xué)生的實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程,本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)小功率鋰電池充放電設(shè)備,既可以對(duì)鋰電池進(jìn)行恒流恒壓充電,也可以對(duì)鋰電池進(jìn)行恒流限壓放電。本文首先選擇半橋型變換器為主要研究對(duì)象,分析了它的工作原理和特點(diǎn),基于MATLAB/Simulink仿真軟件根據(jù)電路的參數(shù)對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行軟件仿真,搭建了電力電子平臺(tái),驗(yàn)證了電路的可行性。但是半橋型變換器工作在高階降壓模式時(shí),占空比過(guò)小,電路不能穩(wěn)定輸出。為解決這些問(wèn)題,本文對(duì)一種抽頭電感(Tapped Inductor,簡(jiǎn)稱TI)半橋降壓變換器的工作原理進(jìn)行了理論分析,并對(duì)其進(jìn)行改造,使其功率可以雙向流動(dòng)。對(duì)其中的耦合電感進(jìn)行了匝數(shù)選擇和參數(shù)計(jì)算,并對(duì)該電路進(jìn)行了軟件仿真,驗(yàn)證了理論的正確性。其次對(duì)半橋型變換器的控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先對(duì)鋰電池充放電方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,基于恒流恒壓充電和恒流限壓放電方法進(jìn)行控制電路的原理分析。然后對(duì)鋰電池測(cè)試芯片、脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation,簡(jiǎn)稱PWM)控制器芯片、驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行選型,并對(duì)鋰電池測(cè)試芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和環(huán)路參數(shù)計(jì)算,對(duì)PWM脈沖電路進(jìn)行工作頻率設(shè)置、最大占空比設(shè)置、軟啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置、工作模式設(shè)置,對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行外圍電路的參數(shù)計(jì)算和設(shè)計(jì)。最后,根據(jù)上述半橋型變換器主電路和控制電路的原理分析、器件選型、電路設(shè)計(jì),搭建了相應(yīng)的電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)變換器的主電路和控制電路各模塊進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試,使變換器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)1～4串鋰電池充放電的目標(biāo)。
【圖文】：

（２）邋Ｂｏｏｓｔ模式仿真逡逑１）邐＾＝２Ｖ逡逑圖２－１０是半橋型電路工作在Ｂｏｏｓｔ模ＳＦＭ，＝２Ｖ時(shí)，功率反向傳輸?shù)闹饕ㄥ义闲�。由公式（２－８）�?jì)算得下管占空比Ｚｂ為０．９２。圖２－１０（ａ）和２－１０（ｂ）分別為上下逡逑管的驅(qū)動(dòng)脈沖，即上管保持截止，下管以０．９２的占空比工作。圖２－１０（ｃ）為電感電逡逑流波形，下管Ｑ２開(kāi)通時(shí)電感電流線性增長(zhǎng)，關(guān)斷時(shí)電感電流線性下降。圖２－１０（ｄ）逡逑為電源側(cè)電壓波形。逡逑１邐！邐ｊ邐｜邐！邐！邐１邐｛邐邐１邐１邐！邐１邐！邐１邐！邐逡逑ＣｓＪ邋＾邐｜｜邐＿邋｜｜邐ＩＩ逡逑Ｑ邋０．５－邐邐一邐邋邐－邐—邋．邐－邋ｑ逡逑與邐與’逡逑忘邐０邋邐粑邐０．５邐－邐－逡逑＾邋ｎｃ邐邐邐Ｊ邐１邐ｉ邐邋婦逡逑N邋＿0．５邐：邐Ｍ邋一逡逑－１邐１邐邐１邐１邐１邐邐邐邐Ｉ邋0邐＜邐１邐ｉ——＊邐１邐１邐邐—逡逑０．１０００８邋０．１００１邋０．１００１２邋０．１００１４邋０．１００１６邋０．１００１８邋０．１００２邐０．１０００８邋０．１００１邋０．１００１２邋０．１００１４邋０．１００１６邋０．１００１８邋０．１００２逡逑時(shí)間／Ｓ邐時(shí)間／Ｓ逡逑ａ）邐ｂ）逡逑0卜．邋．．Ｉ邐…………－？：—４—ｉ．．．．．．．．——ｊ邋、邐ｊ邋■邐；邐■邐ｉ邋ｎ逡逑ｇ邐＞逡逑ｉ邋－５邋—－—．Ｉ邐邐邐一一－———————：…．－Ｉ３。卜—逡逑u族巍鰣澹掊危危誨危危危哄�；艺d義希掊澹，

本文編號(hào)：2683106