03A双模式汽保电源设备3rd设计报告.docx
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03A双模式汽保电源设备3rd设计报告
双模式汽保电源设备
可编程电源、智能充电机
设计报告A
（第1部分共2部分）
2016年
目录
第1节可编程稳定电源——模式13
（11）产品主要特点3
（12）可编程稳定电源性能参数指标4
（13）本设备型式参数和条件4
第2节智能充电策略的充电机——模式25
（21）模式2产品功能5
（22）模式2性能参数指标5
第3节电池连接极性保护、电压识别功能设计6
（31）电池连接极性保护电路6
（32）电压等级自动识别电路7
（33）自动选择输出电压的控制逻辑设计8
第4节输出过流保护功能设计9
（41）电流取样及其信号调理电路9
（42）大电流输出开关及其驱动电路设计10
第5节电池充电策略设计11
（51）电池激活预充电模式11
（52）标准充电策略11
（53）专家快速充电策略11
第1节可编程稳定电源——模式1
（11）产品主要特点
●可编程修车电源功能
交流/直流开关方式变换电源，最大输出功率1200W（24V*50A）。
可调0V——30V直流电压稳压输出。
●液晶显示屏，显示功能模式、输出参数，显示公司产品信息等。
●面膜按键线路板设计，便于组装生产。
●面板设定选择电池充电模式2及编程稳压电源模式1。
●稳压、检测、设定、短路保护等功能，详见GYS技术要求。
参照吉欧斯GYS编程电源设计。
●成本控制在400-800元之间。
（12）可编程稳定电源性能参数指标
项目
指标参数
说明
功率
1200W
输出电流
最大50A
100A两种产品
输出电压范围
支持模式10A
电压10/26V
缓冲模式30A
电压11/28V
快速BOOST方式
（13）本设备型式参数和条件
项目
指标参数
说明
输入电网
220V，50hz
15%波动
工作温度
-20；40
摄氏度
防护等级
IP43
重量
10kg
快速BOOST方式
第2节智能充电策略的充电机——模式2
（21）模式2产品功能
●适配12V/24电瓶（铅酸、胶体和AGM）快速、安全、精准的充电。
●电池反极保护，过载保护，短路保护等功能；
●自动化程度高。
自动检测12V或者24V电瓶；
●智能化电池充电策略。
采用分段自动控制的恒流、恒压充电策略。
充电电流等参数可通过面板按键调整设定。
●不具有辅助发动机启动功能。
（22）模式2性能参数指标
项目
指标参数
说明
功率
1200W
输出电流
最大50A
100A两种产品
标准充电电压
14V——14.4V
12V电瓶
28V——28.8V
24V电瓶
标准策略
IUIaIaI
专家策略
IUoU
快速BOOST方式
第3节电池连接极性保护、电压识别功能设计
（31）电池连接极性保护电路
●整流二级管鉴别电池连接极性的正确性。
如果连接极性错误，或者电池损坏，则从电池连接端取得开路端压VBO不正确。
导致分压支路取样值异常，电池电压自动识别功能模块也就无法形成正确指令输出。
于是输出开关断开、整机无输出。
（32）电压等级自动识别电路
●12V和24V电池端压识别采用窗口比较逻辑实现，表达如下图示意。
通过单片机ADC采样、比较识别运算，形成12V电池识别结果C1；24V比较结果C2；
●比较窗口电压设计
先通过二极管鉴别电压极性之后，采用1/7分压电路取样。
分别取得（12-0.7）/7=1.9V或者3.8V中心电压。
窗口宽度限值按照10%展宽。
增加RC低通滤波和钳位保护电路，获得更好的识别品质。
电池电压范围
Vbo
取样电压范围
Vs=（Vbo-0.7）/7
判决下限
VL=Vs/1.1
判决上限
VHL=Vs*1.1
10.5——14.5
1.4——1.97
1.27
2.17
21V——29
2.9——4.04
2.64
4.45
If（VL（33）自动选择输出电压的控制逻辑设计
识别连接极性正确的前提下，根据电压等级自动识别结果，形成稳定电源（充电）输出基准，同时发出输出开关控制信号。
逻辑关系真值表
12V识别C1
0
0
1
1
24V识别C2
0
1
0
1
线圈控制
无电池
关闭
R2导通
R1导通
错误
关闭
其他
充电机复位
使用与非门运算指令处理，也可以采用与非门电路（74HC02）实现。
R1=C1&（!
C2）；R2=C2&（!
C1）；
●自动识别选择结果指示界面
注意过流控制复合了继电器的驱动控制逻辑，具有“与”控制关系，下节研究。
STM32F103
第4节输出过流保护功能设计
（41）电流取样及其信号调理电路
最大50A输出电流门限
●功率电阻电流取样电流
●精密调理电路
（42）大电流输出开关及其驱动电路设计
●开关切断输出；
●参考点和辅助电源使用
第5节电池充电策略设计
（51）电池激活预充电模式
（52）标准充电策略
标称电流
算数@12V
15
12
15
30
标称电流
有效@12V
22.5
18
充电特性
WU
WU
IUIaIaI
IUIaIaI
过程曲线参见电池规格书
（53）专家快速充电策略
电流均值
70
100
电流有效值
105
150
充电策略
WU
WoWo
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