基于單片機的電動汽車多功能充電系統設計

　　1.1 系統工作原理

　　本設計采用了開關電源技術，最大功率為3500W，先將220V單相工頻交流電，經4個二極管組成全橋電路進行整流，再經過大電容濾波得到300V左右的直流電，此時直流電中紋波較大。直流電通過由4個絕緣柵雙極晶體管（IGBT）組成的全橋逆變器，得到電壓可調的高頻交流電，經高頻變壓器耦合到副邊，再經全橋整流，最后經電感電容濾波得到紋波很小的直流電為蓄電池充電。多功能充電系統能為不同類型的蓄電池及容量不同的蓄電池充電，其充電過程中的充電電壓、電流通過單片機實時控制，整個充電系統為反饋控制系統，單片機通過實時檢測充電過程中的電流、電壓及溫度監測整個充電過程，有效地避免了充電過程中過流、過壓及過熱現象，使充電過程安全穩定地進行。

　　逆變橋前的空氣開關是為了防止電路中出現短路或大電流損壞蓄電池或電子器件。單片機通過檢測充電電流、電壓及溫度與充電前的設定值進行比較，控制輸出4路PWM波到4個IGBT的柵極，從而控制其集電極到發射極電流通斷時間，達到控制輸出電壓的目的。

　　由于IGBT需隔離驅動，本設計選用了三菱公司IBGT專用驅動芯片M57962L，圖2是其應用電路。

　　由于選用了4只IGBT組成全橋逆變器，每個IGBT需要一個M57962L芯片驅動，而每個M57662L芯片需要3個電壓等級即15V、l0V、5v為其供電，其中5v電壓同時為MC9S12XS128單片機供電，本文設計了一款功率為50W的變壓器，為單片機及4個M57962L芯片供電，其次級繞組輸出3組電壓，經整流濾波穩壓后，得到上述所需的3個電壓。

　　1.2 充電控制回路

　　選用飛思卡爾MC9S12XS128單片機作為控制核心進行數據采集和控制，其內部數據存儲器8KB、程序存儲器128KB，2個SCI、1個SPI、1個IIC、1個CAN、16路A/D、8路PWM、8路ECT模塊，其工作頻率為80MHz，運算速度快，處理能力大大提高。該芯片集成了l6路l2位高精度的A/D轉換器，能直接對蓄電池的充電電壓、電流及溫度進行檢測，8路PWM可直接輸出到M57962L芯片控制IGBT的通斷，簡化了單片機外圍電路的設計。