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课程设计
课程设计(论文)
题目名称12铅酸电池充电器设计
课程名称电子技术课程设计
学生姓名栾智程
学号1241201060
系、专业电气工程系自动化
指导教师聂俊飞
2014年6月4日
邵阳学院课程设计(论文)任务书
年级专业
12电一
学生姓名
栾智程
学号
1241201060
题目名称
12V铅酸电池充电器设计
设计时间
2014/6/4.
课程名称
电子技术课程设计
课程编号
设计地点
电工电子实验分室
一、课程设计(论文)目的
通过课程设计,使学生更加巩固和加深了模拟电路和数字电路的知识。
是学生学会了查询资料、方案设计、方案比较,以及单元电路设计计算等环节,懂得了系统电路的构成。
进一步提高学生的动手能力以及实践能力,提高学生了处理实际问题的能力。
锻炼了学生关于实际问题的处理能力。
为以后毕业设计打下基础。
二、已知技术参数和条件
用中小规模集成芯片设计并制作12V铅酸电池的充电器
1、了解并掌握电路设计的基本方法,学会科学分析和解决问题。
2、熟悉使用各种电路元件,掌握其工作原理。
3、电路有设有反极性保护电路
4、完成全电路设计、制作、调试,并画出电路原理图。
三、任务和要求
1.按学校规定的格式编写设计论文。
2.论文主要内容有:
①课题名称。
②设计任务和要求。
③方案选择与论证。
④方案的原理框图,总体电路图、布线图,以及它们的说明;单元电路设计与计算说明;元器件选择和电路参数计算的说明等。
⑤用protuse或其它仿真软件对设计电路仿真调试。
对调试中出现的问题进行分析,并说明解决的措施;测试、记录、整理与结果分析。
⑥收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。
注:
1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;
2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。
四、参考资料和现有基础条件(包括实验室、主要仪器设备等)
主编张克农.数字电子技术.高教出版社出版.第一版.2006年
彭介华主编.电子技术课程设计指导》.高教出版社出版.第一版.2002年
曾建唐主编.《电工电子基础实践教程》.机械工业出版社.2002年
康华光主编.《电子技术基础》.高教出版社出版.第四版.1999年
电子电工实验室可以提供的主要仪器设备:
型号规格VP-5220、电子学习机 型号规格WL-V、万用表 MF10;以及分立元件、或中规模集成芯片。
2014年5月19日-20日:
收集和课程设计有关的资料,熟悉课题任务和要求;
2014年5月21日:
总体方案设计,方案比较,选定方案的论证及整机电路的工作原理;
2014年5月22日-26日:
单元电路设计,参数计算,元器件选择,电路图;
2014年5月27日-28日:
系统调试改进
2014年5月29日;整理书写设计说明书
2014年5月30日:
答辩
六、教研室审批意见
教研室主任(签字):
年月日
七|、主管教学主任意见
主管主任(签字):
年月日
八、备注
指导教师(签字):
学生(签字)
邵阳学院课程设计(论文)评阅表
学生姓名栾智程学号1241201060
系电气系专业班级12电一
题目名称12V铅酸电池充电器设计课程名称电子技术
一、学生自我总结
回顾起此次电子课程设计,我感慨良多,同时,也受益匪浅。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,仅有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,才能真正做出具有实际使用价值的东西,才不至于只是纸上谈兵。
当然,在设计的过程中也发现了自己的一些不足之处,像对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固等。
在设计中我遇到过很多的问题,最后在聂老师的辛勤指导下,都迎逆而解。
在此,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示忠心的感谢!
学生签名:
年月日
二、指导教师评定
评分项目
平时成绩
论文
答辩
综合成绩
权重
30
40
30
单项成绩
指导教师评语:
指导教师(签名):
年月日
注:
1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
目录
摘要…………………………………………………1
一、设计目的及任务要求…………………………2
二、原理分析………………………………………3
2.1维护充电……………………………………3
2.2快速充电……………………………………3
2.3限压浮充……………………………………3
2.4保护及充电指示电路………………………4
2.5铅酸电池概述………………………………4
三、确定元器件及元件参数………………………8
四、总体电路图……………………………………9
五、分析与心得……………………………………10
致谢…………………………………………………11
参考文献……………………………………………12
摘要
因为密封铅酸蓄电池的诸多优点,因此获得了广泛应用.然而密封铅酸蓄电池的充电技术似乎不被看重,因充电方式不合理而造成电池过早报废的情况普遍存在.所以我制作了了一款二阶段恒流限压式铅酸电池充电器。
关键词:
铅酸电池充电器、二阶段恒流限压
(一)、设计目的及任务要求
5、了解并掌握电路设计的基本方法,学会科学分析和解决问题。
6、熟悉使用各种电路元件,掌握其工作原理。
7、电路有设有反极性保护电路
8、完成全电路设计、制作、调试,并画出电路原理图。
(二)原理分析
2.1.维护充电:
当电池电压较低时(可设定,本电路预设在9V以下),充电器工作在小电流维护充电状态下,工作原理为U1C⑨脚(同相端)电位低于⑧脚(反相端),U1C输出低电位,T4截止。
U1D 11 脚电位约0.18V.此时充电电流约250mA(恒流电路由R14,U1D,T1B周边外围电路构成,).
2.2.快速充电:
随着维护充电继续,电池电压逐渐升高,当电池电压超过9V时,充电器转入大电流快充模式下,U1C⑨脚(同相端)电位高于⑧脚(反相端),U1C输出高电位,T4导通,U1D 11 脚电位约为0.48V,充电器恒定输出约1A电流给电池充电。
2.3.限压浮充:
当电池接近充足电时,充电器自动转入限压浮充状态下,此时的充电电流会由快速充电状态下逐渐下降,至电池完全充足电后,充电电流仅为10~30mA,用以补充电池因自放电而损失的电量。
2.4.保护及充电指示电路:
本电路设有反极性保护电路,由D4,U1C,U1D,T1及外围元件构成,当电池反接时,充电器限制输出电流不致发生事故。
充电指示由U1A,D7及外围元件构成,充电时,D7点亮,充电器进入浮充状态后,D7熄灭,表示充电结束。
2.5铅酸电池概述
当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低,当溶液的密度降到1.18g/ml时应停止使用进行充电
充电:
2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4(电解池)
放电:
PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(原电池)
阳极:
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-
阴极:
PbSO4+2e-===Pb+SO42-
负极:
Pb+SO42--2e-===PbSO4
正极:
PbO2+4H+SO4-+2e-===PbSO4+2H2O
根据铅酸蓄电池结构与用途区别
⑴起动用铅酸蓄电池;
⑵动力用铅酸蓄电池;
⑶固定型阀控密封式铅酸蓄电池;
⑷其它类,包括小型阀控密封式铅酸蓄电池,矿灯用铅酸蓄电池等。
铅酸蓄电池在制造方法
浇铸板栅和拉网板栅以及铅布板栅等
在维护方面
全免维护、少维护、干荷电等
在焊接方面
铸焊和手工焊等
常用的铅酸蓄电池分类
1)普通蓄电池;普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。
它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。
2)干荷蓄电池:
它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点是负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过20—30分钟就可使用。
3)免维护蓄电池:
免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。
它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。
市场上的免维护蓄电池也有两种:
第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液.
铅酸电池有2伏,4伏,6伏,8伏,12伏,24伏等系列,容量从200毫安时到3000安时。
VRLA电池是基于AGM(吸液玻璃纤维板)技术和钙栅板的可充电电池,具有优越的大电流放电特性和超长的使用寿命。
它在使用中不需加水。
VRLA电池用途广泛,可用在电动工具,应急灯,UPS,电动轮椅,计算机和通讯设备等方面。
安全密封
在正常操作中,电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。
没有自由酸
特殊的吸液隔板将酸保持在内,电池内部没有自由酸液,因此电池可放置在任意位置。
泄气系统
电池内压超出正常水平后,VRLA(Valve-RegulatedLeadAcidBattery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池会放出多余气体并自动重新密封,保证电池内没有多余气体。
维护简单
由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水,在使用VRLA(Valve-RegulatedLeadAcidBattery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池的过程中不需要加水。
使用寿命长
采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板VRLA(Valve-RegulatedLeadAcidBattery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池可浮充使用10-15年。
质量稳定,可靠性高
采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统,VRLA(Valve-RegulatedLeadAcidBattery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池的质量稳定,性能可靠。
电压、容量和密封在线上进行100%检验。
(三)、确定元器件及元件参数
(四)、总体电路图
五、分析与心得
回顾起此次电子课程设计,我感慨良多,同时,也受益匪浅。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,仅有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,才能真正做出具有实际使用价值的东西,才不至于只是纸上谈兵。
当然,在设计的过程中也发现了自己的一些不足之处,像对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固等。
在设计中我遇到过很多的问题,最后在聂老师的辛勤指导下,都迎逆而解。
在此,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示忠心的感谢
致谢
本设计能够顺利的完成得到了院系领导老师的大力支持和帮助,尤其是我的指导老师聂俊飞老师,在百忙之中抽出宝贵的休息时间,仔细耐心为我为我指导。
设计过程中,邱老师一并帮我分析遇到的种种困难。
一直支持,鼓励我要有解决问题的信心,才使设计得以顺利的完成。
在开发的同时,和同学们之间的相互探讨也使我获益匪浅。
在此,对他们表示由衷的感谢!
电子信息技术日新月异地飞速发展,人们总是处在不断学习阶段,再加上我水平有限,所以本设计肯定存在许多不尽如人意的地方,欢迎广大老师和同学批评指正。
最后,要感谢电气系所有老师,他们精心的栽培为我以后的学习工作打下了坚实的基础。
参考文献
胡宴如主编.《模拟电子技术基础》高等教育出版社2011
张克农主编.《数字电子技术》高等教育出版社2010
彭介华主编.《电子技术课程设计指导》高等教育出版社
第一版2002
《电子电工实验指导书》
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