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一种便携式电动车太阳能充电设备的规划和完成

针对电动车使用中的一些不足,介绍了一种便携式电动车太阳能充电装置的设计和实现方案,该充电装置为一个基于UC2843的Boost变换器,它从光伏电池中收集电能,经Boost变换后,可实现对电动车蓄电池组

1 导言

因为电动车运用轻捷快捷,绿色环保,因而很多人挑选它作为交通工具。但现在电动车的一些缺陷也给宽广运用者带来了不便利,如电动车蓄电池寿数不长,功率有限,行进路程短;在一些小区高层住户充电不便利;在野外没有市电的当地,其缺陷更为杰出。在环境污染和动力局势日趋严峻的情况下,太阳能作为一种清洁动力,取之不尽用之不竭,现在其运用技术十分老练,且本钱不断下降。在这种布景下,将太阳能发电与电动车的巨大商场相联系,必定有十分宽广的运用远景,但现在国内此类相关产品很少。这儿针对电动车运用中的一些缺乏规划了一个给电动车及时、便利充电的太阳能充电设备。

2 完成计划

此处太阳能充电设备的充电操控模块为一个根据UC2843电流型PWM操控芯片的大功率Boost改换器,充电完成计划如图1所示。太阳能电池板的输出,经DC/DC Boost改换后直接对电动车的蓄电池组进行充电,一起辅佐对电动机负载供电。将太阳能电池板和充电操控模块固定在电动车的后座上,在行进和停靠时,可不接连地给电动车充电。现在已商品化的电动车大多运用密封式铅酸蓄电池,针对48 V和36 V电动车,固定输出电压为56 V或42 V,恒压充电。

3 Boost改换器原理

Boost改换器原理上又称为并联型开关改换器,Boost电路拓扑结构如图2所示。由开关管VT、续流二极管VD、储能电感L以及滤波电容C组成。开关管的作业频率为几十到几百千赫兹,在Ton期间导通,Toff期间关断,作业周期T=Ton+Toff。当VT导通时,L储能,VD反偏截止,C向负载供能;当VT截止时,因为L上电流不能骤变,L中的感应电势使VD导通向%&&&&&%充电,一起向负载供给能量。经过操控开关频率和注册占空比,可得到不同的输出电压。

4 UC2843操控器简介

UC2843是一种高性能的单端输出式电流型PWM操控芯片,作业温度为-25~+85℃,最大作业频率可达500 kHz,其最大长处是外接元件很少,外电路设备十分简略。电流操控环由PWM锁存器、电流检测比较器、差错放大器、锯齿波振动电路组成,有8管脚和14管脚两种封装。其内部结构图如图3所示。该芯片能发生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,用外部元件RT和CT可设定振动频率,并精确地操控占空比。可经过操控开关管的通断状况来调理输出电压的凹凸,到达稳压的意图。

UC2843设有欠压确定电路,其敞开电压为8.4 V,封闭阈值为7.6 V,UC2843的电源能够直接由输入电压Ui供给,0.8 V的发动封闭的差值电压可有用避免电路在阈值电压邻近作业时呈现振动。在UC2843的输入端设有一个34 V齐纳管,确保其内部电路肯定在34 V以下作业,避免因高压带来的损坏。
UC2843的OUTPUT端口为图腾柱式输出,输出给开关管的均匀电流为+200 mA,最大峰值电流可达±1 A,输出低电平电压为1.5 V,输出高电平电压为13.5 V,故合适驱动晶体管或MOSFET管。UC2843内设置有PWM锁存器,可确保输出端在每一振动周期内仅呈现一个单操控脉冲,避免噪声搅扰和功率管的超功耗。

5 样机电路规划

图4为UC2843操控的Boost电路原理图,Ui既作为升压改换的输入,又给UC2843供电。R2和C6为RC振动器,操控主电路的作业频率和最大输出占空比;R1,C1,R6为输出电压反应调理器,将输出电压反应信号,即输出电压Uo按份额反应到COMP端。调理R6可完成Uo接连可调。

6 性能指标及经济技术指标

此处充电器样机中太阳能电池板选用30 W的多晶硅单板。针对36 V电动车,充电设备的开路输出电压调理为42 V。经实测,在各种日照情况下,输出电压动摇不超越1%。在太阳光照激烈的情况下,充电电流峰值约为400 mA,在阴雨地利,充电电流也约有30 mA。该设备性能指标如下:Ui为10~32 V;Uo为调理电位器,输出35~60 V接连可调的电压;最大输出电流为5 A;最大输入电流为16 A;最大输出功率为120 W;DC/DC模块转化功率为80%。

现在电动车运用十分遍及,一般蓄电池的规划寿数为8年,但电动车蓄电池的运用寿数仅有2~3年,其主要原因是充电不合理。蓄电池若长时间充电缺乏或过放电,则会使内部硫酸铅结晶,极板硫化,形成蓄电池“饿死”现象。运用太阳能充电设备,只要是白日,就能随时随地为电动车充电,避免电池极板硫化,极大延伸电池运用寿数。

此外,在一些小区高层住户和宽广的农村地区,用太阳能为电动车充电会带来极大的便利,能够不接连添加行进路程。在一些特别情况下,还能够应急充电。电动车太阳能充电设备的经济技术指标如下:①设备简洁,用螺丝固定在电动车后铁架上;②能够适用于36 V,48 V的电动车充电;③在电动车行进过程中能够给蓄电池充电,一起也能够向电动机输出功率,一起驱动电机,添加了行进路程:④因为其能接连不断地给蓄电池充电,能够避免和铲除电池极板硫化,康复电池容量,有用延伸电池运用寿数。

7 定论

电动车太阳能充电是一个运用远景宽广、商场潜力较大的项目。这儿规划的充电设备中,根据UC2843的升压操控电路简略牢靠,本钱低,整个充电设备简易有用,试验作用杰出。后续将进一步添加太阳能最大功率点盯梢、充电监督等更多功用,并改善太阳能板的外形,提高设备后全体漂亮性,使该设备愈加完善。

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