矿用大功率智能充电机的设计

文章介绍了一款基于快速全控器件IGBT的智能充电机的开发。该充电机采用高频开关电源作为充电电源,利用TMS320F2407作为主控芯片,产生可调的PWM控制信号,实现蓄电池的快速智能充电。

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20 0 8年第 9期

煤

炭

工

程

矿用大功率智能充电机的设计 苏云，欧阳名三，郑益飞 (安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南 2 2 0 ) 30 1

摘

要：文章介绍了一款基于快速全控器件 IB G T的智能充电机的开发。该充电机采用高频

开关电源作为充电电源，利用 T 3 0 2 0 MS 2 F 4 7作为主控芯片，产生可调的 P WM控制信号，实现蓄 电池的快速智能充电。

关键词：智能；充电机；脉宽调制

中图分类号：T 7 M6

文献标识码：B

文章编号：17 0 5 (0 8 0 -070 6 1— 99 20 )909 -2

De i n fm i a g we nt l g ntb te y c a g r sg o ne l r e po r i el e a t r h r e i S Yun, OUYANG i g— s n, ZHENG U M n a Yi— fi e

( col f lc i l n fr t nE gne n,Anu iesyo cec n eh o g,H mn,2 2 0,C ia Sho o Eetc dI oma o nier g ra a n i i h i vri fSineadT cnl y u a Un t o n 3 0 1 hn ) Ab t a t sr c:T e p p ri t d c d t e d v lp n f h n el e tb t r h r e a e o h a i u lc nr l rI T h a e nr u e h e e o me to e it l g n at y c a g rb s n t e rp d f l o t l GB, o t i e oe h h e a ig t ih￣e u n y s i h p w ra h h gn o e o r e a d tk n MS 2 F 4 7 a h i T e c a g ri tk n e hs r s h q e c w t o e t e c a i g p w rs u c n a i g T 3 0 2 0 st e man c s r

cn o ci t poueteajs beP ot l h r c dut l WM ot l i a adt hv ai it let h g gf ebt r. r p o d h a cnr g l aearp e i n ai r h ae os n n o d n lg cr n o t t y Ke ywor ds: it lie t c a g r P

M ne g n; h e; W r

当前煤矿上所使用的蓄电池充电设备大都属于 2纪 0世 7 0年代末开发的基于晶闸管的产品，技术上存在体积大、 充电时间长、对电池伤害大及充电效率低等缺点，不能适

应现代化装备要求。因此，新型大功率智能充电机的研发 具有很好的理论及实用意义。本文研制了基于快速全控器

件 IB G T的开关电源式智能充电机，该充电机具有体积小、 效率高的特点，配以 D P控制，具有良好的人机界面，可 S灵活地实现各种控制策略。

l智能充电机的硬件结构和工作原理

图 1充电机电路原理图

1 1智能充电机电路原理， 本充电机的电路由主电路、控制电路等组成。电路原

1 2全桥变换电路 , 新研制的智能充电机最大输出功率 2 k 2 W,最大输出电

理如图 1所示。主电路由三相整流电路、全桥功率变换器 组成交一直一交一直电路，对蓄电池实施充电。主电路的输入为 30 8 V交流电，该交流电经三相桥式整流后得到 58 3 V左右的直流电。开关电源全桥变换电路是整个系统的

压 20 8 V,最大输出电流 8 A,综合考虑各方面的因素，开 0 关电源主电路采用全桥电路。全桥变换器电路原理如图 2

所示。图中画出的是高频变压器的原边， 原边承受电压为：

是加在模块上

核心。通过开关电源专用集成芯片 S 32 G 5 5对其开关管的控制，全桥变换电路产生了蓄电池充电所需的可调电压和电 流。电源控制电路实现对全桥功率开关器件的控制，可以实现电流和电压闭环控制。充电工艺控制电路采用 D P控 S制技术，实现人机接口，完成对电压和电流的检测，实现

的直流电压。当功率开关 v 1和 V 4导通时，高频变压器 T T =+当功率开关 V 2和 V 3导通 1 1

时，高频变压器原边承受电压为 U=一。这样在高频变 A 压器原边就形成了正负交替的电压。通过变压器的耦合， 根据匝比，就可以获得需要的副边电压，再经过整流电路

蓄电池充电过程的控制。使用输出接触器和检测控制，实 现蓄电池极性保护功能。 收稿日期：2 0—0 0 8 3—1 2

便得到直流电压，从而可以改变直流电压的大小。这就是 全桥功率变换器实现

直流电源的基本原理。

作者简介：苏

云 (9 3一) 18,女，安徽桐城人，安徽理工大学电气与信息工程学院硕士研究生，主要研究方向为电力

电子与电力传动。 9 7

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