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基于UCC3895的稳压充电器之设计

来源:机房360 作者:赵志旺 李 龙 闫民华 更新时间:2014-2-12 10:17:06

摘要:文中采用新一代移相PWM控制芯片UCC3895和PIC单片机,针对大功率全桥PWM-ZVS开关电源设计了一种稳压充电器。分别阐述了峰值电流控制模式和电压控制模式下稳压过程的实现,PIC单片机进行基准电压值设定,UCC3895实现控制电路设计。实践证明,该充电器体积小、成本低、工作稳定可靠,具有较好的实用价值。


  2.1 引脚功能

  脚1和脚20是误差放大器的反相输入端和同相输入端,其中脚20外接UC,UC受单片机控制,也是误差放大器的基准电压,受单片机控制。当用户要求改变输出电压时,只需通过控制单片机使单片机发送信号到UCC3895改变基准电压,从而得到不同的输出电压,对比以前只能通过调节电位器改变输出电压有了很大的改进。脚2为误差放大器的输出端,内接PWM比较器的非反相端,外围电路分别接EA与1脚,当充电开始时,充电电流比较大,取样电流与单片机设定电流比较后接在PWM的非反相端,从而调节PWM输出,当充电末期,充电电流变小,充电电压变大,2脚主要靠误差放大器反馈控制,这样就解决了不同充电阶段所要求不同反馈的问题。3脚内接PWM比较器的反相输入端,外接7脚和取样电流电路,充电初始阶段,充电电流较大,电路工作在峰值电流模式下,反馈信号主要由取样电流信号提供,接在PWM比较器的反相输入端,它与同相端比较后,调节PWM输出。充电中后期,充电电流变小,充电电压稳定,电路工作在电压模式下,该端接CT(引脚7)上的锯齿波信号。19脚为软启动/禁止端。外接防反接输出控制,当反接后,OUT信号使VT9导通,拉低了19脚电压,控制器将被快速关断。

  2.2 充电过程

  充电器电压信号由传感器取出,加到UCC3895

  的1脚。充电初期,电池两端电压很低,充电电流很大,电压反馈对控制电路影响比较小,这时电路主要靠电流反馈工作,电路工作在峰值电流模式下,采样电流Isam经过比较后加到PWM比较器的非反相端,IA、IB经过整流后加到PWM比较器的反相输入端,由两者的大小调节PWM比较器输出脉冲的宽窄。充电中期电压变大,充电电流变小,电路工作在电压模式下,电压信号加到误差放大器的反相端与设定的基准值比较后送至PWM比较器的非反相端,3脚接7脚输出的锯齿波信号,接在PWM比较器的反相端,由两者的大小调节PWM比较器输出脉冲的宽窄。

  由芯片外围电路可以看出,它具有两个闭环控制调整电路,其一是电压控制闭环电路。输出电压取样信号加在误差放大器反相端,它与单片机送来的同相端基准电压比较,产生误差电压,该信号加在PWM比较器反相端,其二是电流控制闭环电路,输出电流取样信号与单片机送来的电流信号比较后加在PWM比较器非反相端,它与反相端信号比较后产生控制电压,该控制电压决定了输出脉冲的宽度。

  2.3 反馈过程

  (1)充电初期:


  电池形成恒流充电,恒流充电一直持续到电压上升到冒泡值。

  (2)充电中期:


  电池形成恒压充电,其主要任务是补充由于蓄电池自放电或瞬间大电流放电而损失的电荷,以维持蓄电池两端电压恒定。

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