文档介绍：E题:电能收集充电器
摘要:本设计包括LM2671构成的Buck直流-直流转换器(即DC-DC转换器)电路,MC34063构成的Boost型DC-DC电路,高侧电流检测电路以及由ATMEGAl6单片机构成的监控电路。,用Boost电路升压以便对电池充电;,则用Buck电路降压充电。充电电流大小;BUCK电路BOOST电路的切换均由单片机进行控制。
关键字: LM2671 MC34063 ATMEGA16L DC-DC
Abstract: The design consists of Buck circuit, position Boost circuit, high-side current-sensing circuit and the single-chip monitoring circuit constituted by ATMEGAl6. When the DC power supply Es is lower than ,the voltage is increased through the Boost circuit in order to charge the battery. When Es is higher than , the voltage is decreased through the Boost circuit and then charge the battery. The current size and the switching between Buck and Boost circuit are all controlled by the single-chip.
Keywords:LM2671 MC34063 ATMEGA16L DC-DC
第一章方案论证
总体方案论证
当直流供电电源Es>,采用降压模块;Es<,采用升压模块。将经过升/降压变换器后的充电电流采样放大后送入比较器与基准源比较。再将比较器的输出信号反馈到Buck和Boost电路,调节Buck和Boost电路的PWM波,达到控制充电电流的目的。当无法对目标电池充电时,由单片机控制关断变换器,尽可能地减小目标电池的放电电流。整体结构框图如图一。
可充电电池Ec
供电直流电源Es
Buck
Boost
采
样
基准源
误差放大器
单片机
Ic
图一整体结构框图
【方案一】降压型电荷泵式变换器。
降压型电荷泵式变换器是近几年新出现的电荷泵式变换器,具有转换效率高,开关噪声小,电路简单,耗电少等优点,是比较理想的高效微功率DC-DC变换器。
【方案二】由TL494构建的Buck型DC-DC变换电路。
TL494是常用的开关电源控制芯片,可以方便的构建BUCK变换电路,且其内部的两个晶体管并联后可以输出500mA的电流,若用于本题则可省去外部开关管。
【方案三】采用LM2671集成型Buck型DC-DC变器构建电路。
LM2671是一种集成了开关管的高效Buck型变换器集成电路,其最大输出电流为500mA,可以满足本题需要,-45V,外部仅需要一个电感两个电阻三个电容和一个续流二极管即可正常工作。
【方案比较】由于大多数降压式电荷泵IC最高工作电压均为6V左右,且输出电流大多数小于100mA,因此在本设计中没有采纳此方案。,可能对实现题目指标产生不利影响,因此该方案也不被选择。LM2671外围电路简单,且在大多数情况下其转换效率均可高于80%,因此最终采用这种方案。
图二 Buck电路基本结构
升压电路单元
【方案一】由TL494构建的推挽式升压变换器。
TL494可以方便的构建推挽式变换器,但因为引入了变压器,必然导致效率不及非隔离式的升压型变换器,,因此无法维持TL494的正常工作。故放弃此方案。
【方案二】采用MC34063开关电源芯片制作BOOST升压电路。MC34063是单片双极型开关电源集成电路,可用于构建BUCK、BUCK-BOOST、BOOST等多种结构的DC-DC变换器,由于其内部集成有功率开关管,使用很简单的外围电路就能构成Boost电路。,,因此最后选择这种方案。
控制单元
【方案一】采用89C51系列单片机作为控制核心。
由于51系列单片机面世时间较早,因此虽然价格便宜易使用,但