摘 要

随着电力电子技术的飞速发展，供电技术日趋成熟，高频，大功率，高性能的发展是人们追求的目标。并联运行的电源模块可以用来提升电源的输出功率。这样，电力电子研究和开发的重点之一就是并行均流技术的应用。在蓄电池充放电系统的放电过程中运用最大电流均流技术，同时把平均输出电流分配到三组并联电池中取。就可以有效地降低了热应力和电流密度，使系统的稳定性和可靠性得到加强。

为了研究电池充放电系统，本文根据系统的功能和要求，设计了一种相控恒流充放电系统。为了节约能源，在电池生产过程的基础上，设计了通用的总线式节能充放电系统。设计了AVR单片机内部的主电路、硬件电路设计部分和软件设计，并详细分析了工作原理和过程，并搭建了工程平台。

分析均流技术的原理和特点。目前的自动平均流量法是电池充放电系统最适合的电流平均流量公式。本文主要采用UC3907芯片设计电流控制硬件电路。实现模块单元的并联功能，由多个功率模块并联组成的功率系统由多个功率组成。通过小信号分析对单模DC / DC电源最大电流控制方法和多模块电源并联运行进行了分析。计算电压回路和电流回路的总增益，并相应考虑电池组的并联电流分布。

最后，用MATLAB编程软件模拟平均电流效应。模拟电池放电期间每个电池的输出电流。通过比较每个电池组的输出电流与平均电流控制模式和无加电流模式的差异，验证了均流的可行性，从而证明并联连接是并行的。增加供电系统流量分配控制的必要性和合理性。

关键词:均流技术；充放电系统；均流环路

ABSTRACT

With the rapid development of power electronics technology, power supply technology is maturing, and the development of high-frequency, high-power, and high-performance is the goal pursued by people. Parallel operation of the power module can be used to increase the output power of the power supply. In this way, one of the focuses of power electronics research and development is the application of parallel current sharing technology. The maximum current sharing technology is used in the discharging process of the battery charging and discharging system, and the average output current is distributed to three groups of parallel batteries. It can effectively reduce the thermal stress and current density, so that the stability and reliability of the system are enhanced.

In order to study the battery charge-discharge system, aphase-controlled galvanostatic charge-discharge system was designed based on the functions and requirements of the system. In order to save energy, based on the battery production process, a universal bus-type energy-saving charge and discharge system was designed. The main circuit, hardware circuit design part and software design of the AVR microcontroller are designed. The working principle and process are analyzed in detail and the engineering platform is built.

The principle and characteristics of the current sharing technology are analyzed. The current automatic average flow method is the most suitable current average flow formula for the battery charge and discharge system. This article mainly uses UC3907 chip design current control hardware circuit. The parallel function of the module unit is realized, and a power system composed of a plurality of power modules in parallel is composed of a plurality of powers. The single-mode DC / DC power supply maximum current control method and multi-module power supply parallel operation were analyzed by small signal analysis. Calculate the total gain of the voltage loop and the current loop, and consider the parallel current distribution of the battery pack accordingly.

Finally, use MATLAB programming software to simulate the average current effect. Simulate the output current of each battery during battery discharge. By comparing the difference between the output current of each battery pack and the average current control mode and no current-adding mode, the feasibility of the current sharing was verified, thereby demonstrating that the parallel connection is parallel. Increase the necessity and rationality of the flow distribution control of the power supply system.

Keywords: current sharing technology；charge and discharge system ；equalization loop

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究的背景 1

1.1.1蓄电池充放电系统简介 1

1.1.2 课题的提出 2

1.2电池充放电技术和均流技术概述 2

1.2.1蓄电池充放电技术的发展 2

1.3课题研究的目的和意义 3

第二章 均流技术 4

2.1均流技术的概述及其特点 4

2.2均流的基本原理 4

2.3常用的均流技术及其工作原理 6

2.4均流方案的选择 7

第三章 电池充放电系统 9

3.1 系统设计方案 9

3.2 主电路设计 10

3.2.1 蓄电池充电过程 12

3.2.2 蓄电池的放电过程 13

3.3 系统部分硬件电路设计 14

3.3.1 驱动电路设计 14

3.3.2 采样电路设计 16

3.4系统软件设计 17

3.4.1 主程序设计 18

3.4.2 子程序设计 19

第四章 蓄电池充放电系统的均流设计 21

4.1 均流控制集成芯片UC3907 21

4.1.1 UC3907工作原理及特点 21

4.1.2 UC3907引脚功能及其构造 21

4.2 均流控制单元设计 23

4.2.1 均流控制电路 23

4.3启动电池共享和电流共享系统 24

4.5 仿真实验 25

第五章 结论 29

参考文献 30

致谢 31

第一章 绪论

1.1课题研究的背景

1.1.1蓄电池充放电系统简介

电池的主要作用是电能和化学能的转换。普通蓄电池有两种:一次电池和二电池。一次电池指的是一次性电池。二次电池是指可以重复充电和放电的电池。在我们的日常生活中，这两种电池的使用非常广泛。汽车电池包括铅酸电池，镍金属电池，锂离子电池和燃料电池。以前用的比较多的是铅酸蓄电池，还比较成熟，它的优点在于安全可靠，价格比较便宜，原材料方便取得。而且在功率和供电方面上，可以满足汽车的大部分动力要求，但缺点是其储能低，体积大，质量重，不方便携带和组装，所以使用成本也比较高，使用寿命也不长。所以进行一次充电后，行驶的距离很短，导致电池更换就很频繁。由于铅酸电池严重受环境污染，人们对自然环境和电池电力的需求不断增加。对能源的需求也越来越高，因此铅酸电池正在慢慢被取代，例如，当今世界上快速增长的电池包括锂电池，太阳能电池和燃料电池。

在电池制造过程中，电池制造商必须研究电池寿命，并且电池寿命与电池充电方法之间存在一定的关系。老式电池的充电方法有很多种。当电池放电时，可以检测到电池两端的电压降低到放电停止的电压。由于这两种充放电方法易于实施，所以已被广泛应用，但现在电池技术和自动控制技术的发展，使这两种充电方式的缺点显露出来。充电时间长，充电效率低，电池的使用寿命和安全性受到严重影响，电子技术的逐渐发展使得电池充电技术不断提高。充电时间变短，充电效率也变高，充电模式也慢慢改变了，最初的充电模式变为适合多种充电方式的新型充电方式。目前，许多电池制造商使用一半的恒定电流充电方法。该方法是基于传统的充电技术，通过不断完善，充电曲线更适合蓄电池内部特性，提高了充电效率。另外，采用间歇充电和脉冲充电可以大大提高充电效率，并对电池的内部特性有一定的修复作用，从而延长电池的使用寿命。随着开关电源技术的发展和人们对节能的关注，高效充电模式变得越来越重要。因此，未来充电模式将向脉冲充电模式发展。在放电过程中，电池容量、温度、截止电压的大小、多级放电电流的大小、放电时间的长短等综合因素得到有效控制，从而大大提高了放电效率。电池能量有所提高。通过监测和放电电池的整个充放电过程，提高了电池的使用寿命，提高了充电效率和使用率，缩短了充电时间。

1.1.2 课题的提出

由于供电技术的快速发展，人们对供电的需求不断增加。对于高频大功率电源，单个电源模块已逐渐不能满足需求，需要重新开发。设计和生产满足要求的电源将不可避免地增加电源的成本。人们通常使用一系列规格或相同的功率模块，串联或并联运行以满足功率，电压和电流的要求。

为了实现功率放大，多电源并联运行是当前的发展方向之一。该方法具有很多优点:首先，使用小功率模块来实现电力供应，并实现高功率供电系统。在允许的条件下，输出功率可以任意扩展，二是系统的实现。。为了保证系统的稳定性，为了保证系统的稳定性，有必要解决“压力平均”和“平均流量”的问题，特别是在电力并联系统中，系统的稳定性得到了保证。电流共享技术的应用至关重要。电流共享技术的主要任务是在电源系统中，在同一条件下改变每个电源的输出电压的过程中，根据每个电源的功率份额将系统负载分配给每个电源。在对电池进行充电和放电的过程中，特别是在放电过程中，为了实现节能，通常使用能量释放来对其他电池组进行充电。在此过程中，电池不再作为负载，而是由于单个电池的供电特性和负载特性而起到供电功能。有不同的要求。我们需要对电力系统进行DC-DC转换和功率放大，因此有必要扩大和扩大流量。由于每个电池的内部特性不同，为了提高系统的稳定性，需要实现平均流量过程。使系统安全、稳定、可靠地工作。

1.2电池充放电技术和均流技术概述

1.2.1蓄电池充放电技术的发展

电池是一种相对安全的储能装置。相比较其他储能装置，它输出的电压比较稳定，主要在于方便人们携带，在各行各业都有应用。目前，电池已成为人们日常生活中不可缺少的产品，在应用领域有着广泛的应用。如电动汽车储能供电系统，航空航天电子元件供电系统，计算机控制系统，不间断电源等。电池充放电技术是电池储存和回收的关键。它与电动储罐的发展和应用有着密不可分的关系。由于功率半导体器件的快速发展，电源技术的发展日益延伸。从早期的半控型功率开关器件到各种全控型功率开关，功率半导体器件取得了飞跃。此外，电力技术控制方法也在不断发展。