汽車蓄電池智能充電系統(tǒng)

摘要該文設(shè)計的是鉛酸蓄電池智能充電控制系統(tǒng),文中主要提及蓄電池充電方法的研究與充電控制系統(tǒng)的設(shè)計。在通過有關(guān)蓄電池充電原理與充電方法研究的基礎(chǔ)上,提出使用恒壓限流充電與脈沖充電相結(jié)合的充電方法。該充電方法能夠一直保持對充電電流在總體上逼近蓄電池的可接受充電電流曲線,并且在整個充電期間內(nèi)適時地使用了去除蓄電池極化的方法。理論研究與實驗數(shù)據(jù)表明,該充電模式能夠很大程度縮短充電時間,提升充電效率。實驗結(jié)果表明,基于80196KB單片機控制的智能充電控制系統(tǒng),其效率高、調(diào)節(jié)時間快的良好充電特性能得到充分發(fā)揮,使得蓄電池具有較高的使用容量與較長的循環(huán)壽命,可以滿足電機車動力蓄電池的充電的要求,具有良好的應(yīng)用前景,為提高蓄電池的性能與可靠性提供一條新的、有效的途徑。關(guān)鍵詞:鉛酸蓄電池；智能充電；80C196KB；單片機

AbstractInthispaperthedesignoflead-acidbatteriesintelligentchargingsystem,contentmainlyincludestobatterychargingmethodofresearchandchargingsystemdesign.Inthebatteryprincipleandchargingmethodsonthebasisofstudy,thepaperproposestheconstantpressureandpulsecurrentlimitingchargingchargingcombinationofchargingmethods.Thiskindofchargingmethodscanalwaystorechargecurrentinoverallapproximationbatteryacceptablechargingelectriccurrentcurve,andthroughoutthechargingperiodtimelyadoptedremovebatterypolarizationmeasures.Theoreticalandexperimentaldatashowsthatthismodelcangreatlyshortenchargingchargingtimeandimprovechargingefficiency.Experimentalresultsshowthatbasedontheintelligentcharging80196KBsingle-chipmicrocomputercontrolsystem,itshighefficiency,regulatingtimequickgoodchargingcharacteristicscangetfully,makebatteryhashigherusecapacityandlongcyclelife,canmeettheelectriclocomotivemotivebatterychargingrequest,hasagoodapplicationprospectforimprovingbatteryperformanceandreliabilityprovidesanewandeffectiveway.Keywords:Lead-acidbatteries；Intelligentcharging；80C196KB；singlechip目錄TOC\o"1-3"\f\h\u4658緒論 緒論如今以動力蓄電池作為能源的電動車被稱作二十一世紀(jì)的綠色工程,它將汽車工業(yè)發(fā)展帶入到一個全新的領(lǐng)域。電動車主要的部件中電動機、控制器與車體三大部件全部在理論與技術(shù)上已較為成熟,但是其他兩大部件蓄電池和充電器的發(fā)展卻不能滿足電動車的需求,有許多理論與技術(shù)問題還有待攻關(guān),現(xiàn)在已成為影響電動交通工具發(fā)展的瓶頸。我國電動車所用動力蓄電池基本上是鉛酸蓄電池,因為鉛酸蓄電池具有技術(shù)成熟、成本低、電池容量大、跟隨負(fù)荷輸出特性好、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點。當(dāng)然,還有其他一些高性能電池,如鋰電池、燃料電池等。鉛酸蓄電池因為具有價格低廉、供電可靠、電壓穩(wěn)定等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于國防、通信、鐵路、交通、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門。這些年來全密封免維護鉛酸蓄電池其密封好、無泄漏且無污染等優(yōu)點,不僅能夠保證人體與各種用電設(shè)備的安全,而且在整個使用期間,無需要任何維護,因此揭開了鉛酸蓄電池發(fā)展的新章程。通信設(shè)備通常都是使用免維護電池作為備用電源,許多電子設(shè)備必須的不間斷電源系統(tǒng)（UPS）也無法離開免維護電池,此外在應(yīng)急燈、汽車、游艇中也越來越多的選用免維護電池。然而,因為充電方法的不正確,充電技術(shù)無法適應(yīng)免維護電池的特殊需求,使電池很難達(dá)到規(guī)定的循環(huán)壽命。雖然近年來蓄電池本身的技術(shù)有了不錯的進(jìn)步,但作為其能量再次補充的充電器的發(fā)展太緩慢,傳統(tǒng)的常規(guī)充電時間過于長,快速充電技術(shù)至今還未能完全解決,嚴(yán)重地阻礙了電動車的發(fā)展。目前,我國工農(nóng)業(yè)的運輸設(shè)備對蓄電池用量非常大,但是由于其充電設(shè)備太落后,充電的方法也很不科學(xué),急需設(shè)計出一種新型的智能充電系統(tǒng)以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。1汽車蓄電池簡介1.1汽車蓄電池蓄電池是汽車必不可少的一部分,可分為傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池與免維護型蓄電接線樁頭等組成,其放電的化學(xué)反應(yīng)是依靠正極板活性物質(zhì)與負(fù)極板活性物質(zhì)在電解液（稀釋的硫酸溶液）作用下進(jìn)行,其中極板的柵架是由鉛銻合金制造。免維護型蓄電池是由鉛鈣合金制造,由于蓄電池使用鉛鈣合金做柵架,由此充電時產(chǎn)生的水分解量少,水分的蒸發(fā)量也低,再加上外殼使用密封結(jié)構(gòu),釋放出來的硫酸氣體也非常少,因此它和傳統(tǒng)蓄電池相比,具有不需添加的任何液體,對接線樁頭,電量儲存時間長等優(yōu)點[1]。1.1.1蓄電池的種類與選擇蓄電池又稱作二次電池,是化學(xué)龜池(所謂化學(xué)電池是指可以把化學(xué)能直擠變換為電能的裝置)的一種,它既能將儲備的化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能(這一過程稱作放電),還能夠使參加反應(yīng)的物質(zhì)以電能的形式釋放完畢之后,再用充電器對它輸入直流電能(這一過程稱作充電),又能將已損耗的活性物質(zhì)復(fù)活。通常采用的化學(xué)電池分為原電池與蓄電池2種。原電池只可以使用1次,就是我們所生活里的干電池,蓄電池便能多次反復(fù)的使用[2]。蓄電池主要由3個部分組成:發(fā)生氧化反應(yīng)的陽極、發(fā)生還原反應(yīng)的陰極、還有將陽極反應(yīng)與陰極反應(yīng)統(tǒng)一在一起的介質(zhì)電解液。在電極里發(fā)生氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的物質(zhì)被稱作活性物質(zhì)。根據(jù)使用場所的不同,蓄電池也有不同類型:固定型(供室內(nèi)裝置使用)、移動型(便于攜帶用)。移動型電池分為電動機車型與啟動型蓄電池。根據(jù)蓄電池電解質(zhì)的狀態(tài)不同分類:分為電解質(zhì)采用稀硫酸的稱作鉛酸蓄電池,使用硫酸電解質(zhì)膠體的稱作膠體鉛蓄電池。又根據(jù)蓄電池電解質(zhì)性質(zhì)來區(qū)分:電解質(zhì)使用稀硫酸的稱作酸性蓄電池；使用堿性電解質(zhì)的稱作堿性蓄電池。如鉛酸蓄電池是酸性蓄電池,但鎳鎘電池則是堿性蓄電池。依據(jù)蓄電池的結(jié)構(gòu)又能夠分為開口蓄電池與密封蓄電池2種形式。開口蓄電池有以下幾點特點:能夠進(jìn)行大電流放電、自放電小等。但開口蓄的電池不便于維護,它要經(jīng)常添加蒸餾水與更換電解液；而密封蓄電池在這一方面具有明顯的優(yōu)勢:密封好、無泄露、無污染、無需維護、易保存等特點,可以保障人體和各種設(shè)備的安全[3]。目前主要的蓄電池有以下4種:鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳金屬氧化物蓄電池與鋰離子蓄電池。這4種蓄電池有一個共同的功能就是為最終產(chǎn)品提供可補充的電能,但不同的電池具有不同的特性,適用的對象與場合也是不同的。選擇電池的根據(jù)主要是由電池的能量密度、電池的容量和內(nèi)阻,它們直接判定了電池為負(fù)載提供電能的速度與大小。關(guān)于放電速率要求不高的產(chǎn)品,如便攜式計算機、蜂窩電話機和手提式視頻設(shè)備,能采用鎳金屬氧化物電池與鋰離子電池。因為它們具有較大的內(nèi)阻,從而限制了峰值放電電流,使得它們適合長期電流消耗要求較小的產(chǎn)品。而鉛酸電池與鎳福電池由于內(nèi)阻較小,可以提供較大的電流,則適用于放電速率要求較高的產(chǎn)品,如某些由電池供電的電動工具:鋤草機。在這些電池當(dāng)中,鉛酸蓄電池具有價格低廉、供電可靠、電壓穩(wěn)定等特點,在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。1.1.2鉛酸蓄電池的工作原理電池充電是通過逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲至化學(xué)系統(tǒng)里實現(xiàn)的,由于使用的化學(xué)物質(zhì)不同,電池有自己的特性,設(shè)計充電器時要仔細(xì)了解這些特性以防止過度充電而損壞電池。密封免維護蓄電池是一種將化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置,免維護蓄電池需要先用電源對其充電,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來,蓄電池陽極的活性物質(zhì)是二氧化鉛,陰極的活性物質(zhì)是鉛,電解液是稀硫酸,其化反應(yīng)式為放電反應(yīng)式:（1）充電反應(yīng)式:（2）即電池在充電時,正極板產(chǎn)生的氧氣又復(fù)合為,重新回到系統(tǒng)中,實現(xiàn)電池內(nèi)部氧的循環(huán)復(fù)合。而負(fù)極亦因生成、使極化電位降低,從而使負(fù)極不析氫,此時電池在充電的過程中負(fù)極生成了被再次還原成海綿狀鉛,這就是免維護電池特有的內(nèi)部氧循環(huán)反應(yīng)機理。理想情況下,在電池的充電過程中,電解液中的水幾乎不損失,所以在電池的使用過程中可達(dá)到不需要加水的目的。1.1.3傳統(tǒng)的充電方式A.恒流充電在充電的過程中伴隨電池電壓的變化需要調(diào)整電流使其恒定,通常使用1oh率或20h率電流充電。此種維持電流恒定的措施,從直流發(fā)電機與硅整流裝置中皆能得到實現(xiàn),它操作簡單、方便,易于做到。此種充電方法非常適合由多數(shù)電池串連的電池組,落后電池的容量容易恢復(fù),最好使用在小電流長時間的充電模式。恒流充電方式的不足之處是:起初充電階段電流過小,在充電后期充電電流又太過于大,整個充電時間過長,析出氣體較多,對極板沖擊大,能耗高,充電效率不超過65%。就是因為這個缺點,在國外除了蓄電池需要長時間小電流進(jìn)行活化充電外,已經(jīng)很少使用。該種充電方法,充電時間均在10h以上[6]。B.恒壓充電這方法是對每一只單體電池以某一恒定電壓進(jìn)行充電。所以充電初期電流相當(dāng)大,隨著充電進(jìn)行,電流逐漸變小,在充電后期只有很小的電流通過,如此在充電過程中就不需要調(diào)整電流。該方法較簡單,由于充電電流自動減小,所以充電過程中析氣量小,充電時間短,能耗低,充電效率可達(dá)80%,如充電電壓選擇得當(dāng),可在8h內(nèi)完成充電。它缺點有:a.在充電初期,假如蓄電池放電深度太深,充電電流會很大,不僅會危及充電機的安全,還會使電池因過流而受到損傷;b.假如充電電壓選擇太低,后期充電電流又太小,充電時間太長,不適用于串聯(lián)數(shù)量多的電池組充電;c.蓄電池端電壓的變化難以補償,充電過程中對落后電池的完全充電也難以完成。恒壓充電通常應(yīng)用在電池組電壓較低的場合。C.恒壓壓限流該方法是為補救恒壓充電的缺點,廣泛使用恒壓限流的方法。在充電電流和電池之間串聯(lián)一個電阻,稱為限流電阻。當(dāng)電流大時,它的電壓降也大,從而減小了充電電壓；當(dāng)電流小時,作用于電阻上的電壓降也很小,充電設(shè)備輸出的電壓降損失也會小,如此就自動調(diào)整了充電電流,使其不超過某一限度,充電初期的電流得到控制。該法也稱為準(zhǔn)電壓充電法,串聯(lián)的電阻值可按下式計算（3）式中U——充電電源電壓（V）I——充電電流（A）R(內(nèi))——電池內(nèi)阻（因很小可以忽略）1.1.4鉛酸蓄電池充電的過程當(dāng)蓄電池完成了初充電階段后,為加快蓄電池的充電速度,且提高充電效率,進(jìn)一步滿足用戶的實際使用需求,對充電方式以及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了修正[4]。（1）涓流充電當(dāng)系統(tǒng)檢測到蓄電池虧電時,首先以小電流充電,充電電流一般采用0.05倍率充電。（2）大電流快速充電主充階段以恒流方式充電。主充時的充電電流一般采用0.3倍率充電。 （3）過充充電隨著限壓充電進(jìn)行,電池電流也會隨之逐漸減低。充電電壓一般使用V=6.3V,當(dāng)充電電流減小到浮充電流時,電池已基本充滿。（4）浮充充電此階段采用低壓小電流的充電,用于補充電池的自然放電,此時必須將充電電壓穩(wěn)定在蓄電池的額定電壓附近(比主充最高限壓要低)。從而,充電電流和主充時相比很小。但因為工作情況的復(fù)雜性,浮充的時候有電流較高的可能(電池嚴(yán)重虧電、漏電、負(fù)荷過重等)。這時應(yīng)該采取限流措施,使電流不超過某一設(shè)定值從而使電壓降低,待電流降低、電壓升起后再穩(wěn)壓,這就是恒壓限流的含義。在電池設(shè)計的充電模式中,包括涓流充電、大電流充電、恒壓限流充電、浮充電和均衡充電功能,在運行中單片機會根據(jù)對被充電池的數(shù)據(jù)采樣和事先設(shè)定的程序來決定何時加入大電流充電、過充充電、浮充充電、電池充滿時間并停止。2課題的研究現(xiàn)狀2.1項目開發(fā)的背景面對日趨嚴(yán)重的資源短缺和環(huán)境惡化問題,為了尋找社會、經(jīng)濟和資源、環(huán)境相互促進(jìn)和協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展模式正在成為世界性潮流,汽車作為主要的交通工具與國民經(jīng)濟重要的支柱產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。此時,汽車帶來的能源消耗,環(huán)境污染等許多負(fù)面影響。所以,世界許多國家皆在燃料汽車、電動汽車與混合動力電動汽車方面進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)工作,將清潔型交通工具的開發(fā)應(yīng)用作為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要組成部分。目前,汽車工業(yè)己經(jīng)成為世界主要工業(yè)化國家的支柱產(chǎn)業(yè):一方面,汽車工業(yè)的飛速發(fā)展推動了全球機械、能源等工業(yè)的進(jìn)步以及經(jīng)濟、交通等方面的發(fā)展,給人們帶來了大量的就業(yè)機會。但是另一方面,汽車在造福于人類的同時,也帶來了很大的弊端地球上有限的石油資源被大量消耗,而這些資源同時又是重要的、不可再生的,作為燃料直接燃燒掉是極大的浪費。按照目前的消耗速度,石油、天然氣等資源僅僅能再維持?jǐn)?shù)十年的時間。與此同時汽車排放出大量的有害氣體,嚴(yán)重地污染了人類賴以生存的自然環(huán)境,給人類生存造成了嚴(yán)重的危害[5]。隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,蓄電池正廣泛應(yīng)用于交通運輸,電力,通信等領(lǐng)域的各種設(shè)備中,已成為這些設(shè)備的重要部件,直接影響到設(shè)備的壽命和可靠性。電動車作為具有零排放優(yōu)點的“綠色”交通工具成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點,而蓄電池及電池管理系統(tǒng)是電動汽車發(fā)展的“瓶頸”。世界各國都投入大量的人力物力進(jìn)行開發(fā)研究,我國在這方面的研究剛剛起步,汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家的研制工作也不很完善,這其中有蓄電池技術(shù)與蓄電池充放電技術(shù)兩大難點[。蓄電池作為電動汽車的動力源而成為電動車發(fā)展的關(guān)鍵,蓄電池的性能決定了電動車的性能指標(biāo),其能量密度決定了電動車一次充電的續(xù)駛里程,其功率密度則決定了電動汽車的加速性能和最高車速。因此,在某種意義說電動車的成敗首先取決于電池技術(shù),電動車能否普及取決于電池技術(shù)是否有突破性進(jìn)展。2.2項目可行性電動車的開發(fā)在全球范圍內(nèi)未能深入展開,其中,最重要也是最困難的一個問題是“充電”問題,主要是指充電模式和參數(shù)。在中國,電動車的大力發(fā)展已經(jīng)是迫在眉睫的事情,因而充電器及充電技術(shù)處于十分關(guān)鍵的位置。一個性能優(yōu)良的充電器要解決一系列理論問題,例如,防止或盡量減少極化效應(yīng)；防止出現(xiàn)熱失控,防止或盡量減少失水效應(yīng)；防止充電所形成的不可逆鹽化,等等。目前由于傳統(tǒng)的充電器充電速度慢,充電時間長、充電有效容量低、循環(huán)奉命短、對電池易損傷,快速充電技術(shù)至今未能完全解決,因而造成電動車?yán)m(xù)行里程短,電池維護困難,更換頻率高等系列問題,成為制約電動車發(fā)展的瓶頸[。電動車動力電池與一般啟動用電池不同,它以較長時間中等電流持續(xù)放電為主,間或以大電流放電,用于起動、加速或者爬波。一般情況下電動車動力用電池多工作在深度放電工作狀態(tài),因此,對電動車動力電池的快速充電的研究和設(shè)計非常必要[6]。受到現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)的局限,我們采用規(guī)格為6V、1.2Ah的鉛酸蓄電池來模擬電動車電池進(jìn)行設(shè)計和實驗。2.3充電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r對于蓄電池,傳統(tǒng)充電方法主要有恒壓充電、恒流充電或者兩者相結(jié)合等方法,這些充電方法沒有動態(tài)的跟蹤蓄電池可接受的充電電流的大小,實踐證明這些充電方法不但是充電時間長而且還很容易對蓄電池過沖,減少蓄電池的壽命。通過了對恒壓充電與恒流充電2種方法的改進(jìn),產(chǎn)生了一種傳統(tǒng)的充電方法:分段式充電方法。該方法包括2階段充電法與3階段充電法。2階段充電方法:使用恒電流與恒電壓相結(jié)合的快速充電方法。以恒電流充電到預(yù)定的電壓值,再變?yōu)楹汶妷和瓿墒５某潆?。這兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓便是第2階段的恒電壓。3階段充電法,是先使用恒流充電法達(dá)到設(shè)定的電壓之后再轉(zhuǎn)為第2階段,高恒壓充電階段,當(dāng)充電電流小到設(shè)定值之后再轉(zhuǎn)為第3階段——涓流充電,此時電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)楦〕潆妷篬7]。該充電方法優(yōu)點是:技術(shù)實現(xiàn)簡易,基本可以滿足充電需求,成本低。缺點是:無法區(qū)別電池的放電深度；容易使電池過充電,從而使蓄電池內(nèi)部電壓過高,極化現(xiàn)象嚴(yán)重,蓄電池失水過多,會對蓄電池造成不可恢復(fù)的傷害。針對傳統(tǒng)充電方法充電時間長,不安全等缺點,國內(nèi)提出了一些新的快速充法等,這些方法都是在傳最佳充電曲線。分級定電流充電法結(jié)合了恒流充電法與恒壓充電法的特點,在充電初期采用盡可能大的充電電流充電,使蓄電池在短期內(nèi)充入盡可能多的容量,中期采用較小的充電電流,最后采用小電流充電,使蓄電池完全充滿電。它有效的防止了恒流充電法和恒壓充電法中所存在的問題,實現(xiàn)相對簡單,是目前應(yīng)用最為廣泛的充電方法。[8]。2.4充電電源的發(fā)展?fàn)顩r目前,常用的充電電源主要有以下三種:相控電源、線性電源、開關(guān)電源,而單片機充電發(fā)展比較慢。開關(guān)電源被譽為高效節(jié)能電源,它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向,現(xiàn)己成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。近20多年來,開關(guān)電源沿著下述兩個方向不斷發(fā)展。第一個發(fā)展方向是對開關(guān)電源的核心單元--控制電路實現(xiàn)集成化。采用單片機技術(shù)的智能充電器在我國的研究發(fā)展比較晚,因其體積小、動態(tài)響應(yīng)速度快、輸出紋波小、效率高等特點,近年來獲得了國內(nèi)外的廣泛研究和關(guān)注,特別是在通信和電力等領(lǐng)域中,己經(jīng)得到了普遍的研究和使用。但是相對于相控電源來講,它的價格高,而且功率器件的發(fā)熱量也較高,因此,在電力系統(tǒng)中的大功率場合,相控式的充電器依然占有較大比重。然而國外市場大部分充電器都使用Wa、WaWo、U&U等充電曲線方式[9],充電方式更科學(xué)、合理,從而很大程度的提高了蓄電池的使用壽命,大大地減小了維護成本,簡化了充電的過程,解放了操作人員的勞動強度,市場前景非常廣闊。 近年來,國內(nèi)外人士正在致力于智能充電器的研究,智能程度較高的充電器解決了動態(tài)跟蹤電池可接受充電電流曲線的技術(shù)關(guān)鍵,使充電電流始終和可接受充電電流保持良好的匹配關(guān)系,使充電過程始終在最佳狀態(tài)下進(jìn)行,比常規(guī)充電模式節(jié)約了30%-50%電能,還提高了充電質(zhì)量與效率,充電工人只擔(dān)任輔助性工作,為充電技術(shù)和充電設(shè)備的智能化發(fā)展闖出了一條新路[10]。3基本方案3.1總設(shè)計方案本設(shè)計采用的是先組建多個功能模塊分析然后組合的方式來實現(xiàn)方案。3.1.1系統(tǒng)的設(shè)計要求系統(tǒng)的基本功能a.要求識別蓄電池的好壞,實時監(jiān)測充電過程;b.具有多種充電方式,如恒流充電、脈動浮充等;c.具有可靠的保護,如短路、斷路、過流等;d.必要的顯示功能。B.系統(tǒng)的理想技術(shù)指標(biāo)本充電系統(tǒng)采用恒壓限流充電和脈沖充電相結(jié)合的充電方法,將充電過程分成幾個子充電過程,充電電流總體上呈逐級遞減的趨勢并保持恒定電壓,而每個子充電過程按“正脈沖充電一停充一負(fù)脈沖放電一停充一再正脈沖充電”這種循環(huán)過程進(jìn)行,直至電池的容量達(dá)到額定容量的80%以上。之后轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài),使電池電量完全恢復(fù),即達(dá)到額定容量。3.1.2智能充電方法的選擇充電方法的選擇是很重要的,不同的充電方法,它充電速度的差距會非常大,導(dǎo)致其充電效果的差距也會非常大。系統(tǒng)所需求的充電方法,一方面要求能夠最大程度地加快蓄電池的化學(xué)反應(yīng)速率,縮短蓄電池達(dá)到滿充狀態(tài)的時間,使其充電速度達(dá)到最大的提；另一方面,要維持蓄電池負(fù)極的吸收能力,使其負(fù)極可以跟得上正極氧氣產(chǎn)生的速度,以避免電池的極化現(xiàn)象。恒壓限流充電和脈沖充電相結(jié)合的充電方法結(jié)合了這兩種充電方法的優(yōu)點,通過有規(guī)律的間歇停充來消除電池在充電過程中所產(chǎn)生的極化現(xiàn)象。在整個充電時期內(nèi),一直適時地采取去極化措施,以避免了蓄電池在充電過程中產(chǎn)生大量氣體和溫升過高的問題,從而達(dá)到大大縮短充電時間和提高充電效率的目的,因而能夠比一般的充電方法更快地進(jìn)行充電。3.1.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖本充電系統(tǒng)電路設(shè)計圖如附錄二系統(tǒng)電路的設(shè)計圖所示。本充電系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)原理框圖如圖1所示,它包括提供充電的電源和作為管理中心的控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計中,充電電源采用開關(guān)電源。通常把采用“交流一直流一交流一直流”這種電路的裝置稱為開關(guān)電源。從輸入輸出關(guān)系來看,開關(guān)電源是一種“交流一直流”的變流裝置,然而由于開關(guān)電源采用了工作頻率較高的交流環(huán)節(jié),變壓器和濾波器都大大減小,因此同樣功率條件下其體積和重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的相控電源。除此之外,工作頻率的提高還有利于控制性能的提高。系統(tǒng)的主回路由充電電路、放電電路及控制電路組成,其中充電電路使用整流橋式電路。鉛酸蓄電池組鉛酸蓄電池組充電電源充電控制系統(tǒng)CPUI/O設(shè)備圖1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖控制電路部分是一個實時監(jiān)測與控制系統(tǒng),包括了對電池溫度、電池兩端電壓、充電電流等參數(shù)的監(jiān)測,對收集信息的分析與計算處理,對充電機工作參數(shù)的設(shè)置與顯示等。它的控制過程是通過采集蓄電池的相關(guān)參數(shù),送入80C196KB單片機進(jìn)行預(yù)定的分析與計算,得出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù),從而控制輸出電壓、電流,完成對蓄電池的智能充電。其中控制電路的核心采用80C196KB單片機芯片,具有高度的集成度。3.2充放電方法的控制與實現(xiàn)在充電方法的實現(xiàn)上,我設(shè)計了以80C196KB單片機控制為主的控制方法,將采集到的電池溫度、電池端電壓、充電電流等狀態(tài)信息,送入CPU后再進(jìn)行處理和判斷,以此來變換充電方式,實現(xiàn)智能充電。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、維修方便、成本低。在放電方法的實現(xiàn)上,采用大功率IGBT管進(jìn)行PWM控制,以控制放電電流大小,保持其高穩(wěn)定性。3.2.1單片機充電終止條件控制方法利用單片機對蓄電池充足電后,電池的溫度與內(nèi)壓都會迅速上升,同時電池的端電壓也會開始下降,出現(xiàn)電壓負(fù)增量。假如此時繼續(xù)進(jìn)行快速大電流充電,會對蓄電池造成很大損害。所以,為了保證電池能充足電又不過充電,須使用單片機采取一定的方法來控制充電的停充等問題。目前采用的控制方法很多,通常采取的有定時控制、電壓控制、溫度控制和最小終止電流等方法進(jìn)行充電終止控制[6]。3.2.2最高電壓控制當(dāng)電池電壓達(dá)到最大值時,電池則充足電。充電過程中,當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后,單片機應(yīng)馬上對蓄電池停止充電。該控制方法的缺點是:電池充電最高電壓會隨著環(huán)境溫度、充電速率而改變,所以,最高檢測電壓必須使用一定的溫度補償,并且還要根據(jù)充電速率加以正確的修正。假如最高檢測電壓不會隨溫度變化而自動調(diào)整的話,當(dāng)?shù)蜏貢r,電池會充不足電；高溫時,電池充足電后仍會繼續(xù)大電流過充。這樣,會導(dǎo)致電池壽命減小,也會使電池受到損壞。蓄電池組中各單體電池的最高充電電壓也會有差別,所以采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已充足電。3.2.3定時控制通常用在單片機控制的恒流充電模式中。例如,對于20Ah的蓄電池,采用0.4C充電速率,電池5h可充足:采用0.2C充電速率時,需要10h才可充足電,所有依據(jù)電池的容量與充電電流,能夠容易地確定所需求的充電時間。充電過程中,達(dá)到預(yù)定的充電時間后,定時器會發(fā)出信號,使充電器立即停止充電或充電電流馬上降低至浮充電電流。這樣能夠避免電池長時間大電流過充電。該控制方法較簡單,但由于電池的起始充電狀態(tài)不會完全一樣,有的電池充不足,有的電池過充電,又由于充電時間是固定的,因此不能依據(jù)電池充電前的狀態(tài)來自動調(diào)整。所以,只有充電速率小于0.3C時采用這種控制方法才最有效果。3.2.4溫度控制為了不損壞電池,電池溫度過低時不能馬上開始快速充電；電池充足電后,充入的電量都消耗在電池中,電池的溫度會很快上升。電池溫度上升到規(guī)定數(shù)值后,單片機必須馬上停止對蓄電池充電的過程。電池的溫度可以通過與電池在一起的溫度傳感器件來檢測,再反饋給單片機。當(dāng)電池溫度大于規(guī)定值時,單片機控制自動轉(zhuǎn)入浮充電模式。當(dāng)環(huán)境溫度較低時,規(guī)定的最高溫度值就要偏大一點,這樣會造成過充電,損傷電池。為了不損傷電池,經(jīng)常采用溫升控制法,即當(dāng)溫升達(dá)到一定值時,充電器便自動轉(zhuǎn)入浮充電模式。上述各種控制方法各有乾坤,為了使單片機在任何情況下,均能準(zhǔn)確可靠地控制電池的充電狀態(tài),目前快速充電器中通常采用的是包括了時間控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。4系統(tǒng)硬件介紹及設(shè)計4.1開關(guān)電源原理充電電源采用開關(guān)電源,開關(guān)電源一般由功率變換主回路和控制回路兩部分組成。主回路有多種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);控制回路是實現(xiàn)電源各種性能要求的核心,其控制機理有調(diào)頻調(diào)幅調(diào)寬諧振等。高頻開關(guān)電源的原理框圖如圖2所示[11、12]。交流電網(wǎng)濾波電路交流電網(wǎng)濾波電路輸入整流濾波電路高頻變換器輸出整流濾波電路控制電路保護電路市電輸出直流圖2高頻開關(guān)電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖從圖2中可以看到,高頻開關(guān)電源主要由交流電網(wǎng)濾波電路、輸入整流濾波電路、高頻變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路幾部分組成。其基本原理是:交流輸入電壓經(jīng)電網(wǎng)濾波、整流濾波得到一定的直流電壓,再通過高頻變換器將直流電壓變換成高頻交流電壓,最后經(jīng)過輸出整流濾波電路,將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的高質(zhì)量、高品質(zhì)的直流電壓。4.2充電系統(tǒng)的主電路原理與設(shè)計4.2.1全橋變換電路的設(shè)計該充電系統(tǒng)采用的是全橋移相控制的零電壓PWM變換電路。它是當(dāng)前運用最為廣泛的軟開關(guān)電路之一,其特點是電路非常簡單,易于操作,但有一個缺點:滯后臂開關(guān)管在輕載下難以實現(xiàn)零電壓開關(guān),這使它不適用于負(fù)載范圍變化大的場合。當(dāng)電路不能實現(xiàn)零電壓開關(guān)時,將會產(chǎn)生以下幾個后果。1.因為開關(guān)損耗的存在,需要增大散熱器的體積;2.開關(guān)管開通的時候存在很大的di/dt,將會造成較大的EML；3.因為副邊二極管的反向恢復(fù),高頻變換器副邊漏感上的電流瞬變作用將在二極管上產(chǎn)生電壓過沖和震蕩,因此在實際應(yīng)用中需在副邊二極管上增設(shè)RC吸收網(wǎng)絡(luò)。針對上述問題,常見的解決方法是在變壓器原邊串接一個飽和電感,擴大變壓器的零電壓開關(guān)范圍。但,采用這方法后,電路仍不能達(dá)到全工作范圍的零電壓開關(guān)。飽和電感在實際應(yīng)用中不可能具有理想的飽和特性,這將會導(dǎo)致以下幾個后果:1.增強電路環(huán)流,從而增加變換器的導(dǎo)通損耗；2.加重了副邊電壓占空比的丟失,從而增大原邊電流和副邊二極管的電壓應(yīng)力；3.飽和電感以很高頻率在正、負(fù)飽和值之間轉(zhuǎn)換,磁心的損耗會很大,發(fā)熱嚴(yán)重砰s1。改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓PWM變換電路是針對上述缺點所提出的一種電路拓?fù)洹Ｋㄟ^在電路中增加輔助支路,可使開關(guān)管在全負(fù)載范圍內(nèi)實現(xiàn)零電壓開關(guān),它在小功率(<3kw)電路中具有明顯的優(yōu)勢。圖3所示是一種改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓PWM變換電路。與基本的全橋移相控制的零電壓PWM變換電路相比,它在滯后臂上增加一個由電感Lrx和電容C。兩個元件組成的支路。改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓PWM變換電路。該變換電路采用移相控制方式,其主電路的工作原理和基本的零電壓PWM變換電路完全一樣。全橋變換器中功率開關(guān)元件的選用典型的全控型開關(guān)器件有電力晶體管GTR、門極可關(guān)斷晶體管GTO、場效應(yīng)晶體管MOSFET和絕緣柵極雙極型晶體管IGBT等。圖3改進(jìn)型全橋移相控制的零電壓PWM變換電路GTR（GiantTransistor,巨型晶體管）和GTO是雙極型電流驅(qū)動器件,因為具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng),所以其通流能力很強,但開關(guān)速度低,所需求的驅(qū)動功率大,驅(qū)動電路復(fù)雜。電力MOSFETMOS(MetalOxideSemiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體),FET(FieldEffectTransistor場效應(yīng)晶體管)是單極型電壓驅(qū)動器件,開關(guān)速度快,輸入阻抗高,熱穩(wěn)定性也好,所需驅(qū)動功率小而且驅(qū)動電路簡單。它的導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于雙極型晶體管BJT的導(dǎo)通電阻,這使得它能夠代替BJT成為高頻開關(guān)電源的主流開關(guān)器件。正是由于導(dǎo)通電阻小的MoSFET的出現(xiàn),高頻開關(guān)電源得以迅速發(fā)展[13、14]。IGBT(InsulatedGateBipolarTranister,絕緣柵極雙極型晶體管)是MOS結(jié)構(gòu)的雙極型器件,是具有功率M0SFET的高速性能和雙極型器件的低電阻特性的功率元件。IGBT的應(yīng)用范圍經(jīng)常在耐壓是600V以上、電流為10A以上、頻率為1kH么以上的區(qū)域,多應(yīng)用于工業(yè)用電機、民用小容量電機、變換器、照相機的頻閃觀測器以及感應(yīng)加熱電飯鍋等產(chǎn)品上。IGBT的工作原理和靜態(tài)特性IGBT是三端器件,具有柵極G,集電極C和發(fā)射極E。它是一種場控器件,驅(qū)動原理與MOSFET基本一致,其開通與關(guān)斷是由柵極與發(fā)射極間的電壓UGE決定的。當(dāng)U為正且大于開啟電壓UGE間時,IGBT導(dǎo)通。因為具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng),高耐壓的IGBT也會具有很小的通態(tài)壓降。當(dāng)柵極與發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號時,IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動電路的設(shè)計IGBT是電壓驅(qū)動型器件,使IGBT開通的柵射極間驅(qū)動電壓一般取15-20V。同樣,關(guān)斷時施加一定幅值的負(fù)驅(qū)動電壓(一般取-5—15V)有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗。而且在柵極串入一只低值電阻(10歐左右)能夠減小寄生振蕩,此電阻阻值會隨被驅(qū)動器件電流額定值的增大而減小。IGBT的驅(qū)動多采用專用的混合集成驅(qū)動器。同一系列的不同型號其引腳與接線基本相同,只是適用被驅(qū)動器件的容量與開關(guān)頻率和輸入電流幅值等參數(shù)有所不同。本系統(tǒng)采用的EXB841是大容量高速型驅(qū)動器(最大40kHz運行)。在IGBT出現(xiàn)過流時,過流信號由引腳6輸入到內(nèi)部的過流保護電路,在其輸出端(引腳5)出現(xiàn)低電平,光耦SOI有輸出,對PWM提供一個封鎖信號,使PWM的驅(qū)動脈沖輸出轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗姓}沖,實現(xiàn)EXB840I/EXB841軟關(guān)斷功能。圖4為EXB841驅(qū)動電路圖。圖4EXB841驅(qū)動電路圖4.2.2能量反饋電路的設(shè)計因為該充電系統(tǒng)使用的是由恒壓限流充電與脈沖充電相結(jié)合的充電方法,在整個充電期間,一直適時地使用了經(jīng)過負(fù)脈沖瞬間放電消除極化的方法,所以硬件設(shè)計中需要提供蓄電池放電的通路。通常充電系統(tǒng)使用的是當(dāng)蓄電池達(dá)到一定的極化程度后,經(jīng)過附加的負(fù)載進(jìn)行放電,從而消除極化。但這樣會產(chǎn)生多余的能量消耗,同時增大充電器的體積。該充電系統(tǒng)使用圖5所示的結(jié)構(gòu)框圖,蓄電池的放電通路由開關(guān)元件Q與濾波電感L所組成,稱為能量反饋電路。在正脈沖充電末期,DC/DC變換電路中的開關(guān)元件全部都斷開,存儲在濾波電感L,中的能量將全部轉(zhuǎn)移到蓄電池組中。在負(fù)脈沖放電期間,能量反饋電路開始工作,它將電池的能量送到濾波電容六中去,從而實現(xiàn)了蓄電池在充電過程中適時的放電,即可消除電池的極化現(xiàn)象。和傳統(tǒng)的放電回路相比,該能量反饋電路能避免多余的能量消耗,同時也能夠大大減小充電系統(tǒng)體積。圖5能量反饋電路圖4.2.3主回路濾波與抗干擾電路的設(shè)計主回路濾波電路的設(shè)計整流濾波電路對減少電源中的噪聲干擾起到了非常大的作用。當(dāng)使用高頻開關(guān)電源供電時,其整流和變換的工作電路更加復(fù)雜,而且開關(guān)電源工作在較高頻率,外界和本機元器件無法避免的產(chǎn)生電磁感應(yīng)相互干擾,而電源的噪聲也會更加影響其它設(shè)備的正常工作。所有,在高頻開關(guān)電源中,怎樣降低與消除噪聲干擾是一個非常重要的部分。在開關(guān)電源中,主要使用電源輸入濾波、工頻濾波、電源輸出濾波和抗輻射干擾等重要措施來減小噪聲的傳遞和影響[15]。輸入濾波是指接在交流電網(wǎng)和開關(guān)電源之間的濾波設(shè)備,通常由低通濾波與共模扼流圈等元件組成,它主要作用是抑制開關(guān)電源其身對交流電網(wǎng)的反干擾同時也能抑制交流電網(wǎng)中的高頻干擾串入開關(guān)電源。工頻濾波器又稱平滑濾波器,接在工頻整流器和逆變電路之間,可以將工頻整流器輸出的脈動電流變?yōu)槠交绷?。另?因為是工頻濾波,頻率較低,電容量和電感量應(yīng)用很大,所以還能起到抑制高頻干擾的作用。輸出濾波電路通常由濾波電感和濾波電容組成,對整流后的脈動電流起平滑作用,使其成為紋波很小的直流電流。該充電系統(tǒng)只設(shè)計了輸出濾波電路。電路如圖6所示,其中圖6輸出濾波電路整流電路的設(shè)計整流器的作用是將電網(wǎng)輸入的交流電進(jìn)行整流濾波,為變換器單相交流提供紋波的直流電壓。并且,當(dāng)電網(wǎng)瞬間停電時,濾波電容器存儲的能量可以使開關(guān)電源直流輸出維持一定的時間。對前級整流電路的設(shè)計如圖7。對電源輸出時的后級整流電路采用一個整流橋即可。圖7前級整流電路4.2.4移相控制電路的設(shè)計（1）UC3879簡介在設(shè)計過程中,選用了美國Unltrode公司生產(chǎn)的專用移相控制集成芯片UC3879,UC3879是相移式PWM控制IC。傳統(tǒng)的UC3875/6/7/8相比,該IC具有控制、譯碼、保護和驅(qū)動等功能。通過移相控制全橋變換器,該IC大大地簡化了設(shè)計步聚,縮小了印刷電路板的體積,并節(jié)省了調(diào)試時間。大功率DC/DC變換器,傳統(tǒng)上一般采用相移控制的全橋拓?fù)浼夹g(shù)。在絕大多數(shù)的工作條件下,該方法可獲得較高的dV/dt值,并且為功率級的所有初級邊半導(dǎo)體提供零電壓開關(guān)。UC3879是UC3875的改進(jìn)型,可通過UVSEL腳來選定欠壓鎖定電平,一般情況下,可預(yù)先確定兩個門限。選定的啟動電壓無關(guān)。限電平反映出兩個最常用的輔助電源產(chǎn)生模式:自舉或離線。其特點是a.輸出導(dǎo)通延長時間編程可控;b.電壓模式控制或電流模式控制;c.實際開關(guān)頻率可達(dá)300kHz;e.圖騰柱式驅(qū)動輸出電路,最大驅(qū)動電流為100mA;f.內(nèi)置10MHz誤差放大器;g.欠電壓鎖定功能編程可控;h.啟動電流低,僅為150mA;i.具有軟啟動控制功能;（2）UC3879的引腳介紹UC3879的引腳排列如圖8所示引腳功能介紹如下:Uref(引腳1):精密SV基準(zhǔn)電壓輸出端,具有短路電流限幅特性；當(dāng)Ui(引腳10)上的電壓低于欠電壓鎖定閥值時,控制器被禁止,直到腸才輸出的電壓達(dá)到4.75V；實際應(yīng)用當(dāng)中,該端與GND引腳之間應(yīng)接旁路電容；該電容的ESR尺和ESL應(yīng)盡可能低,其大小取0.1uF比較合適。COMP(引腳2):誤差放大器輸出端。當(dāng)誤差放大器的輸出電壓低于0.9v時,相移為零。EA-(引腳3):誤差放大器反相輸入端；該端接電阻分壓器,對變換器的輸出電壓進(jìn)行檢測；該端與COMP(引腳2)之間接環(huán)路補償元件。CS(引腳4):電流檢測信號輸入端；該端為電流故障比較器的同相輸入端；電流故障比較器的反相輸入端接大小為2-2.5V的基準(zhǔn)電壓；當(dāng)該端上的電壓檢測信號超過2.0V,且誤差放大器的輸出電壓信號超過RAMP(引腳19)上的電壓信號時,移相限流比較器將對相移大小逐周進(jìn)行限制；當(dāng)該端上的電壓檢測信號超過2.5V時,電流故障鎖存器置位,控制器的輸出端被強制關(guān)斷,然后控制器進(jìn)入軟啟動工作周期。如果該端上的電壓固定為2.5V,控制器的輸出端將停止輸出并保持為低電平。在新的軟啟動工作周期內(nèi),當(dāng)CS引腳上的電壓降至2.5V以下時,在SS(引腳6)上的電壓開始上升之前,輸出端將從0°相移開始工作,但只有控制器進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)之后,才會向負(fù)載傳輸功率。圖8UC3879引腳排列DELSETA-B(引腳15)與DELSETA-B(引腳5):輸出端的延遲控制信號輸入端；延遲時間應(yīng)在同一橋臂中一只開關(guān)管關(guān)斷之后、另一只開關(guān)管開通之前加入,為諧振創(chuàng)造條件；由于諧振電容的充電電流在不同半橋的開關(guān)工作過程中是不同的,因此相對應(yīng)的延遲時間也是不同的。SS(引腳6):軟啟動信號輸入端；該端和GND之間接軟啟動電容,用以設(shè)置軟啟動時間；只要Ui(引腳10)上的電壓低于欠電壓鎖定闡值,該端電壓將維持在零伏左右。當(dāng)Ui與Uref上的電壓處于正常范圍內(nèi)時,該端電壓將在內(nèi)部9uA電流源的作用下升至4.8V。萬一出現(xiàn)電流故障,如CS(引腳4)上的電壓超過2.5V,該端上的電壓將被下拉至地電位,然后由零緩慢上升至4.8V。如果故障發(fā)生在軟啟動周期內(nèi),輸出端將立即被禁止,而且在故障鎖存器復(fù)位之前,軟啟動電容必須充滿。多只控制器并聯(lián)運行時,可以共用一只軟啟動電容,但軟啟動電容的充電電流需要相應(yīng)增加。OUTA/B/C/D(引腳13/12/8/7):圖騰柱式驅(qū)動輸出端；該端最大驅(qū)動電流為100mA,可以驅(qū)動功率MOSFET；輸出對占空比的典型值為50%；輸出端A一用于驅(qū)動一側(cè)半橋,并且與時鐘信號同步；輸出端C一用于驅(qū)動另一側(cè)半橋,其相位相對于輸出端A-B而言產(chǎn)生了移動。Uc(引腳9):驅(qū)動輸出電路偏置電源輸入端；該端向驅(qū)動電路及其相關(guān)偏執(zhí)電路供電。輸出高電平信號與該端電壓之差的典型值為2.1V；該端與PWRGND之間應(yīng)接低ESR和低ESL的旁路電容。Ui(引腳10):控制器偏置電源輸入端；該端主要向控制器內(nèi)部的邏輯電路和模擬電路供電；偏置電壓應(yīng)在12V以上；為了保證控制器可靠工作,只有在Ui上的電壓超過欠電壓鎖定上限闡值時,控制器才開始工作；該端與GND之間應(yīng)接低ESR和低ESL的旁路電容。PWRGND(引腳11):功率地；該端與Uc(引腳9)之間接陶瓷旁路電容；為抑制噪聲,并最代限度地減小直流電壓的跌落,功率地與信號地應(yīng)單點相連。CT(引腳14):振蕩器頻率設(shè)置端；線性占空比取值范圍的上限值由定時電阻RT決定；定時電容CT應(yīng)采用低ESL和低ESR的高品質(zhì)瓷片電容,其最小取值為200uF。UVSEL(引腳16):欠電壓鎖定闡值設(shè)置端；當(dāng)該端與Ui(引腳10)相連時,欠電壓鎖定閩值電壓為10.75V,滯回電壓為1.5V。當(dāng)該端懸空一時,欠電壓鎖定閩值電壓為15.25V,滯回電壓為6.0V。CLKSYNC(引腳17):時鐘信號輸出端及同步信號輸入端；該端是雙向的,作為輸出端時,該端可以輸出時鐘信號；作為輸入端時,該端可以輸入外部同步信號,可實現(xiàn)多只控制器同步工作；外部同步信號的頻率應(yīng)高于控制器的振蕩頻率。當(dāng)多只控制器通過CLKSYNC相連時,將自動和振蕩頻率最高的控制器同步；另外,為提高該端驅(qū)動容性負(fù)載的能力,可以增加接地電阻。Rr(引腳18):時鐘信號/同步信號占空比設(shè)置端；UC3879的振蕩器產(chǎn)生鋸齒波,鋸齒波的上升沿由定時電阻Rr和定時電容Rc組成的定時網(wǎng)絡(luò)決定；在鋸齒波上升沿過程中,調(diào)節(jié)器對占空比進(jìn)行線性控制；當(dāng)COMP(引腳2)上的電壓超過振蕩器的峰值電壓時,占空比將躍升為100%,RT的取值范圍應(yīng)在2.5-100k之間。RAMP(引腳19):斜坡電壓信號輸入端；該端為PWM比較器的輸入端,將其與CT(引腳14)相連可實現(xiàn)電壓模式控制；要實現(xiàn)電流模式控制,該端需與CS(引腳4)及電流檢測互感器相連；由CT向該端輸入一定的斜坡電壓信號可實現(xiàn)斜率補償。GND(引腳20):信號地；布線時,定時電容、Uref和Ui的旁路電容都應(yīng)盡可能安排在該端旁邊。（3）基于UC3879的移相控制電路的設(shè)計UC3879的外圍電路設(shè)計圖如圖9所示。在圖9中,由UC3879組成的移相控制電路輸出四路PWM信號A、B、c、D,A、B控制1個橋臂,c、D控制另1個橋臂,A-B之間的死區(qū)時間由R7決定,C-D之間的移相角受誤差電壓比較器控制,移相角可在0-180度之間。如前文介紹的,為更安全地利用IGBT,使用專門的驅(qū)動芯片EXB841驅(qū)動IGBT的方法。在圖中,移相控制輸出PWM信號A、B、c、D分別直接連接到每個EXB841上,再經(jīng)過每個EXB841驅(qū)動相應(yīng)的IGBT。每個EXB841需要二十V驅(qū)動電壓,由于全橋整流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的原因,使得4個EXB841至少需要三個相互隔離的二十V電源。下面具體講一下各個參數(shù)的設(shè)置。開關(guān)頻率的設(shè)置RT腳與CT腳的設(shè)定決定開關(guān)頻率的大小。在圖9中,R9、C9決定此變量。在該充電系統(tǒng)中想設(shè)計開關(guān)頻率為30kHZ的開關(guān)電源,取C9=4700pF,R9=25K,則滿足f=30KHz。b.死區(qū)時間的設(shè)置UC3879的輸出驅(qū)動信號與零電壓開關(guān)的延遲時間由延遲設(shè)定端子的R7、C7與RS、CS確定。分別對A、B與C、D兩對開關(guān)器件進(jìn)行編程。由于此移相電路控制IGBT功率開關(guān)全橋逆變電路,因此延時時間通常設(shè)置為2~3腳,取R7、RS是100K即可符合要求。c.移相PWM寬度的設(shè)置移相PWM的相移控制是經(jīng)由誤差放大器來實現(xiàn)的,在UC3879中,誤差放大器的同相端和控制其內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)電壓相連；反相端和電源輸出端經(jīng)光禍隔離后的回饋輸出相連,兩者相比較,差值經(jīng)放大輸出,送到移相脈寬控制器,控制A、B和C、D之間的相位,最后調(diào)整波形占空比。e.其它有關(guān)參數(shù)的設(shè)置依照UC3879每個引腳的限制要求,設(shè)計其它參數(shù)如下:C1=1uF,C2=47uF/25V,C3=270pf/16V,C4=1uf,C7=0.01uF,CS=0.01uF,C5=0.1uF,R1=200K,R2=2K,R3=3K,R5=150K。f.限流保護方法正常的情況下,開關(guān)電源應(yīng)該工作在額定輸出功率范圍之內(nèi),避免電源工作在超出正常輸出狀態(tài),但在實際工作中是難以預(yù)料的。在該電路的設(shè)計中,將高頻脈沖變壓器輸出的電流經(jīng)電路互感器耦合輸出,再經(jīng)由整流、濾波及分壓后,送到UC3879的電流控制端,和比較器的同相端電壓進(jìn)行比較,當(dāng)輸入電壓大于2.5V時,UC3879的過流保護電路將開始工作。g.輸出控制電路UC3879輸出電路采用圖騰柱式輸出,最大電流可達(dá)2A,還能直接驅(qū)動功率晶體管與場效應(yīng)管。圖9UC3879的外圍電路圖基于UC3879的移相控制電路的設(shè)計圖如附錄一所示。4.3充電系統(tǒng)的控制回路原理與設(shè)計該充電系統(tǒng)的控制回路框圖如圖10所示。它主要由以下幾個部分組成:80C196KB單片機最小系統(tǒng)、模擬量檢測電路、鍵盤電路、顯示電路、執(zhí)行電路。下面就詳細(xì)介紹這幾部分電路的原理及功能。圖10充電機控制系統(tǒng)硬件框圖4.3.180Cl96KB單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計該單元是控制系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié),由80C196KB單片機[16]、程序存儲器2764、地址鎖存器74HCT573、地址譯碼器74LS138、12MHZ晶體振蕩器、上電復(fù)位電路等組成。電路原理圖如圖11所示。80C196KB單片機是1種片內(nèi)不帶ROM的16位單片機,它很適于各類自動控制系統(tǒng),如工業(yè)過程控制系統(tǒng)、侍服系統(tǒng)、變頻調(diào)速電機控制系統(tǒng)等；還應(yīng)用于信號處理系統(tǒng)與高級智能儀器,還有高性能的計算機外部設(shè)備控制器與辦公自動化設(shè)備控制器等。這些系統(tǒng)都要求實時控制、實時處理。80C196KB單片機與MCS-51系列單片機相比,在以下方面提升了系統(tǒng)的實時性:CPU算術(shù)邏輯單元不使用常規(guī)的累加器結(jié)構(gòu),而使用寄存器至寄存器結(jié)構(gòu)；CPU的操作直接作用于256字節(jié)的寄存器,解除了CPU結(jié)構(gòu)中存在的累加器的“瓶頸”效應(yīng),提高了它操作速度與數(shù)據(jù)吞吐能力。256字節(jié)寄存器中,24個字節(jié)屬于專用寄存器,其它的232字節(jié)都是通用寄存器。它的通用寄存器的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一般的CPU的寄存器數(shù)量多,這樣有可能使中斷服務(wù)程序中的局部變量指定專門的寄存器,消除了中斷服務(wù)過程中保護寄存器現(xiàn)場與恢復(fù)寄存器現(xiàn)場所支付的軟件開銷,很大程度的方便了程序設(shè)計。4.3.2模擬量檢測電路是用在檢測充電電源輸出電壓、充電電源輸出電流、電池組充電電壓、電池組充電電流與環(huán)境溫度等。由于80C196KB單片機僅有4個模擬量輸入通道,我們需要經(jīng)過模擬開關(guān)(74HCT4053)來實現(xiàn)充電機輸出電流與環(huán)境溫度之間的變換。充電電源到電池組之間有1個二極管,因此充電電源輸出電壓與電池組電壓并不會一直相等,而充電電源在為蓄電池充電的同時,還需要為一些經(jīng)常性負(fù)載供電,因此,充電電源輸出電流與電池組充電電流也并不會一直等。（1）充電電流取樣檢測電路該電路設(shè)置了過流保護，能達(dá)到恒流充電目的。電流取樣放大電路，是把取樣后的電流以電壓形式送回到PWM比較器中去比較，從而決定輸出的占空比。如圖11所示：（2）充電電壓取樣檢測電路當(dāng)接入電池時，檢測到電池兩端有電壓，充電器開始充電。當(dāng)檢測到電池端電壓已經(jīng)達(dá)到最大值時，確定充電已滿，調(diào)整PWM輸出占空比，充電器自動轉(zhuǎn)入浮充電狀態(tài)，并發(fā)出聲光報警。如圖12所示：圖11電流取樣檢測電路圖12電壓取樣檢測電路（3）溫度取樣檢測電路當(dāng)檢測到高于額定溫度后或者充滿電之后，停止充電，并進(jìn)行聲光報警。當(dāng)電池充滿電后，若繼續(xù)充電，所有的電能都將轉(zhuǎn)化為電池的熱能，在快速充電時這將使電池快速升溫，若不及時停止充電，會造成電池?fù)p壞。如圖13所示：圖12溫度取樣檢測電路4.3.3鍵盤電路此控制系統(tǒng)設(shè)有四個輸入鍵,分別為主充鍵、浮充鍵、均充鍵與報警屏蔽鍵。圖1180C196KB單片機最小系統(tǒng)電路原理圖前三個鍵是用來進(jìn)行充電方式的手動改變；故障屏蔽鍵是用于屏蔽本次故障報警。為提高抗干擾能力,鍵盤部分需要加電容濾波,這四個鍵通過80C196KB單片機的高速輸入口HSI.O,HSI.1,HSI.2,HSI.3輸入CPU。另外,通過P0.4口接高電平或低電平,使得CPU選擇常用充電方式或電力部規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)的GZDW充電規(guī)律。常用充電方式為電池制造廠家提供的,人們普遍使用的從主充電、均充電至浮充電的充電方式。但GZDW充電方式與常用充電方式的區(qū)別是,每隔3個月得重復(fù)一次從主充電、均充電至浮充電的全過程。鍵盤使用檢測法編程,每一次檢測延時10ms,延時使用對主程序自然周期計數(shù)的方式實現(xiàn),用來提高程序運行效率,連續(xù)三次檢測到某鍵被按下,才執(zhí)行此鍵處理程序。4.3.4顯示電路顯示電路是由以下幾部分組成:充電電壓、充電電流數(shù)值顯示電路、充電方式指示電路、過電壓、過電流、交流電源失電等故障指示電路；充電方式指示電路與過電壓、過電流、交流電源失電等故障指示電路分別采用HSO.1、HSO.2、HSQ3與P1.0、P1.1、P1.2等輸出口,后由74LS06緩沖,驅(qū)動發(fā)光二極管進(jìn)行狀態(tài)與故障的指示；數(shù)值顯示一共有八個數(shù)碼管單元,組成了2組三位半數(shù)值顯示器,由地址譯碼器74LS138、反相器741504、數(shù)據(jù)總線緩沖器741L245、鎖存器74HCF573與數(shù)碼管專用驅(qū)動電路75492、大尺寸共陽極數(shù)碼管LA2351-41等組成；74LS1387、9、10、11、12、13、14、15741L24574HCF57374HCF57375492LA2351-418000H8007H4.3.5執(zhí)行電路此控制系統(tǒng)的執(zhí)行電路較為簡單,它控制任務(wù)有2個:1.充電方式的轉(zhuǎn)換:依據(jù)充電方式需要、電池容量狀態(tài)、操作命令等,分別進(jìn)行主充電、均充電與浮充電；主充電是恒壓限流充電,是通過HSO.0輸出主充電流的給定值,從P1.4輸出高電平,經(jīng)過模擬開關(guān)74HCT4053的10腳,把反饋信號變換為電池組充電電流。浮充電是恒壓充電,要從HSO.0輸出浮充電壓給定值,從P1.4輸出低電平,從而實現(xiàn)了電壓閉環(huán)；均充電是恒壓充電,當(dāng)其從HSO.0輸出均充電壓給定值,P1.4是低電平,電壓閉環(huán)。報警輸出:采用PL3輸出報警信號,通過74LS06的緩沖,晶體管9013放大后,驅(qū)動蜂鳴器,進(jìn)行聲音報警輸出。4.4系統(tǒng)保護措施的設(shè)計4.4.1過流保護過流保護是非常重要的一部分,假如功率變換器逆變失敗,會使變換器橋臂短路,開關(guān)管會因為瞬間電流過大而燒毀。關(guān)于系統(tǒng)的過流保護采取了以下幾個方法進(jìn)行綜合保護。在變換器前直流側(cè)使用霍爾傳感器進(jìn)行檢測,如圖13所示?；魻杺鞲衅鹘?jīng)由外接取樣電阻從而轉(zhuǎn)換成電壓輸出信號,此信號一方面直接加到UC3879的過流保護腳(4腳),另一方面經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換送入CPU。當(dāng)變換器橋臂因為逆變失敗造成短路的時候,瞬間變大的電流會在逆變橋輸入直流側(cè)表現(xiàn)出來,此時霍爾傳感器檢測輸出的電壓信號送入UC3879的過流保護腳（4腳）,和基準(zhǔn)2.5V作比較,如果過流保護腳（4腳）電壓超過5V,輸出脈沖馬上被封鎖,從而達(dá)到快速過流保護的目的。另外,每當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況導(dǎo)致故障時,可以經(jīng)過霍爾傳感器采樣后送入CPU,當(dāng)電流超過一定數(shù)值時,經(jīng)由程序控制UC3879的移相控制角,達(dá)到封鎖輸出脈沖的目的。在驅(qū)動模塊EXB841的6腳接二極管,用于檢測IGBT集電極電位變化用來識別是否過流,如果過流就迅速關(guān)斷IGBT,此時EXB841的5腳會把過流信號經(jīng)光禍送到UC3879的4腳,當(dāng)4腳電壓超過2.5V時,封鎖移相控制脈沖的輸出,從而達(dá)到保護IGBT的目的。4.4.2軟啟動保護軟啟動保護是指在系統(tǒng)開機工作的時候,要保證系統(tǒng)的輸出電壓由最小電壓逐漸加大到正常電壓,從而達(dá)到系統(tǒng)保護的目的。程序設(shè)計:每次開機時,移相控制角設(shè)置為0,再根據(jù)實際情況逐漸增大；每一次關(guān)機時,由程序控制將移相控制角設(shè)置為0再關(guān)機；這些措施能確保系統(tǒng)的軟啟動。圖13霍爾傳感器檢測電路5系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1充電系統(tǒng)的主程序設(shè)計軟件設(shè)計采用匯編語言,匯編語言（AssemblyLanguage）是面向機器的程序設(shè)計語言。在匯編語言中,用助記符（Memoni）代替機器指令的操作碼,用地址符號（Symbol）或標(biāo)號（Label）代替指令或操作數(shù)的地址,如此就增強了程序的可讀性和編寫難度,象這樣符號化的程序設(shè)計語言就是匯編語言,因此亦稱為符號語言。使用匯編語言編寫的程序,機器不能直接識別,還要由匯編程序或者叫匯編語言編譯器轉(zhuǎn)換成機器指令。匯編程序?qū)⒎柣牟僮鞔a組裝成處理器可以識別的機器指令,這個組裝的過程稱為組合或者匯編。因此,有時候人們也把匯編語言稱為組合語言。該系統(tǒng)采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法,軟件程序主要包括主程序、中斷子程序、去極化子程序等。整個充電系統(tǒng)的主程序框圖如圖14所示。開始后進(jìn)行系統(tǒng)初始化、并允許實時時鐘中斷、通用定時器1中斷,再開通總中斷。假若實時時鐘定時時間到了,則執(zhí)行實時時鐘中斷服務(wù)程序,采集鉛酸蓄電池的端電壓、溫度和充電電流值,與蓄電池的參數(shù)進(jìn)行比較,判斷應(yīng)采用的充電模式,若通用定時器1中斷發(fā)生,則執(zhí)行通用定時器1中斷服務(wù)程序。然后采集交流三相輸入電流、整流濾波后的直流電壓與直流電流以及IGBT與高頻變壓器的溫度,和設(shè)定值進(jìn)行比較,如果發(fā)現(xiàn)充電系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象,就調(diào)用充電系統(tǒng)保護程序,進(jìn)行相應(yīng)的緊急處理,從而保護充電裝置。PWMPWM圖14充電系統(tǒng)的主程序框圖5.215圖15中斷服務(wù)程序圖5.3去極化子程序DC/ACS1-S4。如圖15所示圖16去極化程序圖總結(jié)通過這段時間的設(shè)計,我得出了以下一些結(jié)論:我對鉛酸蓄電池的充電方法進(jìn)行了認(rèn)真的分析和探討,在對常規(guī)充電方法和目前階段流行的充電方法進(jìn)行了比較和選擇的基礎(chǔ)上,提出了采用恒壓限流充電和脈沖充電相結(jié)合的充電方法。結(jié)果顯示,這種充電方法的充電效率相對傳統(tǒng)充電方法有很大的提高；該設(shè)計采用80C196KB單片機作為控制電路的核心,以此對充電方式的切換進(jìn)行控制,并且在理論上進(jìn)行了探討；使用了高頻開關(guān)電源技術(shù),以移相控制的零電壓PWM變換電路為核心,對充電電源進(jìn)行了總體設(shè)計。蓄電池智能充電系統(tǒng)的創(chuàng)新之處:采用恒壓限流充電與脈沖充電相結(jié)合的充電方法,提高充電速度;設(shè)計了能量回饋電路.,始終實時地去除蓄電池的極化電壓;采用80C196KB單片機進(jìn)行控制,操作簡單,易于維護。參考文獻(xiàn)[1]百度百科.汽車蓄電池百度名片；[2]王鴻麟,錢建立,周曉軍．智能快速充電器設(shè)計與制作[M]．北京:科學(xué)出版社,2001:95-99．[3]錢良國．智能充電技術(shù)和智能充電器[M]．北京:鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出版社,1999:201-205．[4]楊晉,蔡麗娟．?dāng)?shù)字技術(shù)在開關(guān)電源控制中的應(yīng)用和發(fā)展[J]．開關(guān)電源技術(shù),2006,24(2):33-40．[5]林成武,高國強．單片機控制的蓄電池充電器[J]．沈陽工業(yè)大學(xué)報,1996,1(5):34-36．[6]周震宇,張軍明,錢照明．基于PIC單片機的數(shù)字式智能鉛酸電池充電器的設(shè)計[7]MAXIM,Nicd/NiMH．BatteryFast-chargeControllers．1997.[8]楊幫文．實用電池充電器與保護器電路集錦．電子工業(yè)出版社．2001[9]邱書波．蓄電池自動充放電控制器的設(shè)計與實現(xiàn)[M]．西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2001:32-33．[10]劉賢興,李眾．李捷輝.新型智能開關(guān)電源技術(shù)[M]．北京:機械工業(yè)出版社,2003:78-82．[11]李恩琪．直流電源充電裝置的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].安徽:安徽電力,2005,22(3):33～34．[12]胡漢才．單片機原理及其接口技術(shù)[M]．北京:清華大學(xué)出版社,1999:65-69．[13]周震宇,張軍明,錢照明．基于PIC單片機的數(shù)字式智能鉛酸電池充電器的設(shè)計[14]張彥琴:鉛酸蓄電池技術(shù)的發(fā)展,電子工業(yè)出版社,2004.l0,P1-P3[15]周志敏、周紀(jì)海、紀(jì)愛華:充電器電路設(shè)計與應(yīng)用,人民郵電出版社,2005.2,P14-P16[16]林成武,高國強．單片機控制的蓄電池充電器[J]．沈陽工業(yè)大學(xué)報,1996,1(5):34-36．致謝此次畢業(yè)設(shè)計歷時三個月,是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過的時段最長、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的一次設(shè)計。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計綜合在一起的過程,只要把握住每個小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強邏輯,那么這次的任務(wù)也就不難了。我此次的任務(wù)是做一個項目的招標(biāo)文件。雖說老師說的話讓此次的畢業(yè)設(shè)計看起來不是那么的可怕,但是當(dāng)我真的開始著手時,還的確是困難重重。經(jīng)歷了幾個月的日日夜夜,經(jīng)過我與老師的不懈努力,克服的各項困難,終于完成。非常感謝雷軍老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段—畢業(yè)設(shè)計階段給自己的指導(dǎo),從最初的開題報告,到資料收集,到論文設(shè)計、修改,到論文定稿,他給與我耐心的指導(dǎo)與無私的幫助。為了指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計,他犧牲了自己的休息時間,他無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令我欽佩,在此我向他表示我誠摯的感謝,因為他,我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步。感謝湖南工學(xué)院,感謝我的那些同學(xué)、室友、球友,我會永遠(yuǎn)記住你們。通過設(shè)計,我深刻領(lǐng)會到基礎(chǔ)的重要性,畢業(yè)設(shè)計不僅僅能幫助學(xué)生檢驗大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果,更多的是畢業(yè)設(shè)計可以幫助我們更加清楚的認(rèn)識自我,磨練學(xué)生的意志與耐性,這會為學(xué)生日后的工作和生活帶來很大的幫助。附錄一移相控制電路的設(shè)計圖附錄二系統(tǒng)電路的設(shè)計圖附錄資料：不需要的可以自行刪除HYPERLINK""電腦高手常用技巧應(yīng)用全接解1、如何實現(xiàn)關(guān)機時清空頁面文件打開“控制面板”，單擊“管理工具→本地安全策略→本地策略→安全選項”，雙擊其中“關(guān)機：清理虛擬內(nèi)存頁面文件”一項，單擊彈出菜單中的“已啟用”選項，單擊“確定”即可。2、如何自行配置WindowsXP的服務(wù)如果你是在單機使用WindowsXP，那么很多服務(wù)組件是根本不需要的，額外的服務(wù)程序影響了系統(tǒng)的速度，完全可將這些多余的服務(wù)組件禁用。單擊“開始→控制面板→管理工具→服務(wù)”，彈出服務(wù)列表窗口，有些服務(wù)已經(jīng)啟動，有些則沒有。我們可查看相應(yīng)的服務(wù)項目描述，對不需要的服務(wù)予以關(guān)閉。如“Alerter”，如果你未連上局域網(wǎng)且不需要管理警報，則可將其關(guān)閉。3、Smartdrv程序有什么作用現(xiàn)象：在許多有關(guān)WindowsXP安裝的介紹文章中都提到：“如果在DOS下安裝WindowsXP非常慢，肯定是安裝前未運行Smartdrv.exe。我想問這個Smartdrv.exe文件有什么饔?具體如何使用?Smartdrv.exe這個文件對于熟悉DOS的朋友肯定很清楚，主要作用是為磁盤文件讀寫增加高速緩存。大家知道內(nèi)存的讀寫速度比磁盤高得多，如果將內(nèi)存作為磁盤讀寫的高速緩存可以有效提高系統(tǒng)運行效率。Smartdrv.exe這個文件在Windows各個版本的安裝光盤中或是硬盤上的Windows/command/里都有，只有幾十KB，把這個文件復(fù)制到軟盤下，啟動系統(tǒng)后直接運行這個程序(可以不加參數(shù)，該程序會自動根據(jù)內(nèi)存大小分配適當(dāng)?shù)膬?nèi)存空間作為高速緩存)，再安裝WindowsXP即可。另外提醒大家，這個程序在安裝完Windows后，不要運行，否則Windows可用內(nèi)存將減少。4、Win32k.sys是什么文件現(xiàn)象：我剛裝了WindowsXP，可是接下去再裝毒霸就發(fā)現(xiàn)病毒，位于F:WINNTSYSTEM32里的Win32k.sys文件，刪又不可刪，隔離又不行，在Windows98下或DOS下刪就會導(dǎo)致WindowsXP不可啟?，請問該文件是干什么用的，有什么方法解決??這個文件是WindowsXP多用戶管理的驅(qū)動文件。在X:WindowsSystem32Dllcache目錄下有此文件的備份。只要將此備份拷到X:WindowsSystem32下替代帶病毒的文件即可。做一張Windows98啟動盤，并將Attrib.exe文件拷入軟盤，此文件在裝有Windows98的機器上的X:WindowsCommand目錄下。在BIOS的AdvancedBIOSFeatures中將啟動順序調(diào)整為從A盤啟動，進(jìn)入DOS后，進(jìn)入X:WindowsSystem32目錄，輸入Attrib-s-h-rwin32k.sys，再進(jìn)入X:WindowsSystem32dllcache目錄下輸入同樣命令，再用copywin32k.sysX:windowsSystem32覆蓋原文件，再重新啟動即可。5、WindowsXP的開機菜單有什么含義現(xiàn)象：最近我安裝了WindowsXP操作系統(tǒng)，我知道在啟動時按F8鍵或當(dāng)計算機不能正常啟動時，就會進(jìn)入WindowsXP啟動的高級選項菜單，在這里可以選擇除正常啟動外的8種不同的模式啟動WindowsXP。請問這些模式分別代表什么意思?(1)安全模式：選用安全模式啟動WindowsXP時，系統(tǒng)只使用一些最基本的文件和驅(qū)動程序啟動。進(jìn)入安全模式是診斷故障的一個重要步驟。如果安全模式啟動后無法確定問題，或者根本無法啟動安全模式，那你就可能需要使用緊急修復(fù)磁盤ERD的功能修復(fù)系統(tǒng)了。(2)網(wǎng)絡(luò)安全模式：和安全模式類似，但是增加了對網(wǎng)絡(luò)連接的支持。在局域網(wǎng)環(huán)境中解決WindowsXP的啟動故障，此選項很有用。(3)命令提示符的安全模式：也和安全模式類似，只使用基本的文件和驅(qū)動程序啟動WindowsXP。但登錄后屏幕出現(xiàn)命令提示符，而不是Windows桌面。(4)啟用啟動日志：啟動WindowsXP，同時將由系統(tǒng)加載的所有驅(qū)動程序和服務(wù)記錄到文件中。文件名為ntbtlog.txt，位于Windir目錄中。該日志對確定系統(tǒng)啟動問題的準(zhǔn)確原因很有用。(5)啟用VGA模式：使用基本VGA驅(qū)動程序啟動WindowsXP。當(dāng)安裝了使WindowsXP不能正常啟動的新顯卡驅(qū)動程序，或由于刷新頻率設(shè)置不當(dāng)造成故障時，這種模式十分有用。當(dāng)在安全模式下啟動WindowsXP時，只使用最基本的顯卡驅(qū)動程序。(6)最近一次的正確配置：選擇“使用‘最后一次正確的配置’啟動WindowsXP”是解決諸如新添加的驅(qū)動程序與硬件不相符之類問題的一種方法。用這種方式啟動，WindowsXP只恢復(fù)注冊表項HklmSystemCurrentControlSet下的信息。任何在其他注冊表項中所做的更改均保持不變。(7)目錄服務(wù)恢復(fù)模式：不適用于WindowsXPProfessional。這是針對WindowsXPServer操作系統(tǒng)的，并只用于還原域控制器上的Sysvol目錄和ActiveDirectory目錄服務(wù)。(8)調(diào)試模式：啟動WindowsXP，同時將調(diào)試信息通過串行電纜發(fā)送到其他計算機。如果正在或已經(jīng)使用遠(yuǎn)程安裝服務(wù)在你的計算機上安裝WindowsXP，可以看到與使用遠(yuǎn)程安裝服務(wù)恢復(fù)系統(tǒng)相關(guān)的附加選項。6、如何徹底刪除XP現(xiàn)象：我裝了WindowsMe和WindowsXP雙系統(tǒng)，都是FAT32格式。C盤裝WindowsMe，E盤裝WindowsXP。昨天，WindowsXP系統(tǒng)丟失了SYSTEM32.DLL，啟動不了。于是我在進(jìn)入WindowsMe系統(tǒng)內(nèi)，在E盤直接刪除WindowsXP。但是，每次開機都出現(xiàn)多系統(tǒng)啟動菜單，供選擇。我該怎樣才可以徹底刪除XP？用一張Windows9x/Me的啟動盤啟動，在“A:”下輸入“SYSC:”，給C盤重新傳系統(tǒng)即可。7、如何處理WindowsXP不能自動關(guān)機現(xiàn)象現(xiàn)象：我的WindowsXP有時候不能自動關(guān)閉電腦，請問應(yīng)該怎么辦？安裝完WindowsXP之后，有些計算機在單擊關(guān)閉電腦之后并不能自動關(guān)閉，而需像以前的AT電源一樣手動關(guān)閉。這主要是WindowsXP未啟用高級電源管理。修正方法：單擊“開始→控制面板→性能和維護→電源選項”,在彈出的電源選項屬性設(shè)置窗口中，單擊“高級電源管理”并勾選“啟用高級電源管理支持”。8、如何創(chuàng)建“鎖定計算機”的快捷方式因有急事而需要離開，但又不希望電腦進(jìn)行系統(tǒng)注銷，該怎么辦？你完全可以通過雙擊桌面快捷方式來迅速鎖定鍵盤和顯示器，且無需使用“Ctrl+Alt+Del”組合鍵或屏幕保護程序。操作方法：在桌面上單擊鼠標(biāo)右鍵，在隨后出現(xiàn)的快捷菜單上指向“新建”，并選擇“快捷方式”。接著，系統(tǒng)便會啟動創(chuàng)建快捷方式向?qū)?。請在文本框中輸入下列信息：rundll32.exeuser32.dll,LockWorkStation，單擊“下一步”。輸入快捷方式名稱。你可將其命名為“鎖定工作站”或選用你所喜歡的任何名稱，單擊“完成”。你還可對快捷方式圖標(biāo)進(jìn)行修改(我最喜歡的一個是由Shell32.dll所提供的掛鎖圖標(biāo))。如需修改快捷方式圖標(biāo)，請執(zhí)行下列操作步驟：右鍵單擊“快捷方式”，并在隨后出現(xiàn)的快捷菜單上選擇“屬性”。選擇“快捷方式”選項卡，接著，單擊“更改圖標(biāo)”按鈕。在以下文件中查找圖標(biāo)文本框中，輸入Shell32.dll，單擊“確定”。從列表中選擇所需圖標(biāo)，并單擊“確定”。你還可為快捷方式指定一組快捷鍵，比如“Ctrl+Alt+L”。這種做法雖然只能幫助你節(jié)省一次擊鍵，但卻可使操作變得更加靈便。如需添加快捷鍵組合，請執(zhí)行下列操作步驟：右鍵單擊“快捷方式”，并在隨后出現(xiàn)的快捷菜單上選擇“屬性”。選擇“快捷方式”選項卡,在快捷鍵文本框中，輸入任何鍵值，而WindowsXP則會將其轉(zhuǎn)換成快捷鍵組合(一般應(yīng)采取Ctrl+Alt+任意鍵的形式)。如欲鎖定鍵盤和顯示器，只需雙擊相關(guān)快捷方式或使用所定義的快捷鍵即可。9、如何調(diào)整桌面圖標(biāo)顏色質(zhì)量在桌面空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，在打開的“顯示屬性”對話框中選擇“設(shè)置”選項卡，通過“顏色質(zhì)量”下拉列表你可以調(diào)整計算機的顏色質(zhì)量。你也可以通過編輯注冊表來調(diào)整桌面圖標(biāo)的顏色質(zhì)量，具體操作步驟：打開注冊表編輯器，進(jìn)入HKEY_CURRENT_USERControlPanelDesktopWindowMetrics子鍵分支，雙擊ShellIconBPP鍵值項，在打開的“編輯字符串”對話框中，“數(shù)值數(shù)據(jù)”文本框內(nèi)顯示了桌面圖標(biāo)的顏色參數(shù)，系統(tǒng)默認(rèn)的圖標(biāo)顏色參數(shù)為16。這里提供的可用顏色參數(shù)包括：4表示16種顏色，8表示256種顏色，16表示65536種顏色，24表示1600萬種顏色，32表示TrueColor(真彩色)。你可以根據(jù)自己的不需要選擇和設(shè)置你的桌面圖標(biāo)顏色參數(shù)。單擊“確定”關(guān)閉“編輯字符串”對話框。注銷當(dāng)前用戶并重新啟動計算機后設(shè)置就生效。在桌面空白處單擊鼠標(biāo)右