0 引（yǐn）言
礦用雜散電流測試儀的研究與設計、價格低（dī）廉、供（gòng）電可靠、使用壽命長，廣泛作為汽車、飛機、輪船等機動車輛或發電（diàn）機組（zǔ）的啟動電源，也在各類需要不間斷供電的電子設備和（hé）便攜式儀器儀表中用作一些（xiē）電器及控製回路的工作電源。隨著經濟的發（fā）展（zhǎn），大容量蓄（xù）電池的應用迅速增加，人們希望能快捷、**地（dì）對蓄電池進（jìn）行充電，而現有市場銷（xiāo）售的充（chōng）電器充電電流多為20A。為了滿（mǎn）足人們對大功率充電器的需求，設計了一款基於LPC933 充電電流50A、充電功率740W、功能完善、可擴（kuò）充的智能充電器。
1 充電器原理（lǐ）與（yǔ）設計
1.1 總體硬件設（shè）計
由於充電對象是鉛酸蓄電池（chí），設計中采用電流、電壓負反饋的方法來達到恒流、恒壓充電的（de）目的，並對充電過程各種工作參量進行實時監測及（jí）智能多段式充電策略的**控製，應用（yòng）了LPC933單片機及相應的控製電（diàn）路（lù）。充電器硬件原理圖如圖1 所示。
充（chōng）電器電路主要包括主電路、信號控製兩部分。主電路部分由橋式整流、PWM波形產生和直流濾波等（děng）組成。單相電源為220 V交流（liú）電時（shí），開（kāi）關K1閉和，單相電源為110 V時（shí），開（kāi）關K1斷開，經全橋整流為300 V左右的直（zhí）流電，由大電容（róng）進行（háng）低頻濾波穩壓，圓隻（zhī）MOS 器（qì）件S1、S2 組成半橋逆變器。PWM波形產生部分由SG3525根（gēn）據反饋電壓產生，通過給MOS 管S1、S2 加高（gāo）頻方波控製信號，使S1和S2 周期性地導通，可得（dé）到（dào）脈寬（kuān）可調的高頻交（jiāo）流電，經高頻變壓器耦合到副邊，再經整流管D2和D3整流，L1 和C4濾波，在（zài）輸出側得到（dào）低紋（wén）波直流電（diàn）壓。顯示模塊（kuài）是用來顯（xiǎn）示電池的當前電壓與充電電流，顯示狀態由（yóu）麵板上實現按鈕啟（qǐ）動。
1.2 電路功能設計與分析
1.2.1 PWM 寬度設置
脈寬調製控製電路采用開關電源專用集成芯片SG3525，SG3525有兩路驅動輸出（chū），OUT-A 與OUT-B 反向輸出，可設置死區時間。控製（zhì）過程主要是移動調節導通的占空比來調節輸出功率。移相PWM的相移控製是（shì）通過誤差放大器來實現的，誤（wù）差放大器的同相端E/A+（腳2）接由單片機控製輸出的電壓信號。反相端E/A-（腳1）接主（zhǔ）電路輸出電流或電壓的反饋信號，電流和電壓負反饋信號之間的（de）切換（huàn）由肖（xiāo）特基二極管D1 的導通截止實現。反饋（kuì）信號和標準電位比較，差（chà）值經放大輸出，送至移相脈寬（kuān）控製器，控製OUT-A與OUT-B 之間的相（xiàng）位，*終調整波形占空比（bǐ），使（shǐ）電壓和充電電流穩定在預定值上。
1.2.2 電流采樣
電流采樣（yàng）是大電流（liú）充電器的關鍵技（jì）術之一。礦用雜散電流測試儀的研究（jiū）與設計，通常采用電阻采樣，但在50A 以上的大電流電路中（zhōng）是難（nán）於（yú）適用的。為此，設計了在高頻（pín）變壓器的初級線圈處（chù）增（zēng）加環形電流（liú）互感器，匝數比為1：50，不僅達到**電（diàn）流（liú）采樣的作用，還使采樣（yàng）功耗控製在0.5W以內（nèi）。
1.2.3 限流保護措施
正（zhèng）常情況下，開（kāi）關電源應工作在額定輸出功率範圍之內，避免電源工（gōng）作在超出（chū）正常輸出狀態，但在實際工作中很難預測，故電路將高頻變壓器輸出的電流經電流互感（gǎn）器耦（ǒu）合輸出，再經二極管整流，電容濾波及電阻分壓後（hòu），與比較器的同相端電壓（yā）進行比較，當輸（shū）出電壓過高時，SG3525停止輸出方波驅動信號，從而保（bǎo）護電路。
1.2.4 散熱問題
研發初期發現，逆變器主要部件兩個（gè）大功（gōng）率開關管S1 和S2 及直（zhí）流輸（shū）出部分的全波（bō）整流管D2和D3，在充（chōng）電電流（liú）大於30粵時出現過熱問題，無法滿足（zú）老化要求。經過硬件反複調試發現，從以下幾個方麵（miàn）可以有效解決過熱的問題。
（1）增加交（jiāo）流（liú）共模濾波電感，調試發現電網的（de）高頻幹擾信號是造成逆變器（qì）開關管溫升異常的重要原因；
（2）在直流輸出端（duān），增加濾波電感後，發現有效地減輕（qīng）了開關管和全波整流管的負荷；
（3）增加散熱麵積。使開關管金（jīn）屬麵通過導（dǎo）熱膠片壓在（zài）金屬外殼上（shàng）；
（4）風冷。
經過以上4 個方麵的改進，測試證明（míng）充電電流達到（dào）60粵時能持（chí）續工作4h 以上，完全滿足老化（huà）的設計要求。