【正文】 效果不同由于采用大電流的快速充電法所以在電池充滿后如不及時停止會使電池發(fā)燙過度的過充會嚴重損害電池的壽命一些低成本的充電器采用電壓比較法為了防止過充一般充 電到 90 就停止大電流快充采用小電流涓流補充充電一般的為了使得電池充電充分容易造成過充表現(xiàn)為有些充電器在充電終了時電池經(jīng)常發(fā)燙電池在充電后期明顯發(fā)燙一般說明電池已過充設(shè)計比較科學的充電器采用專業(yè)充電控制芯片具備業(yè)界公認較好的―Δ V 檢測可以檢測出電池充電飽和時發(fā)出的電壓變化信號比較精確地結(jié)束充電工作 1602 液晶顯示器 液晶屏液晶顯示器 LCD 具有工作電壓低微功耗顯示信息量大和接口方便等優(yōu)點現(xiàn)在已被廣泛應用于計算機和數(shù)字式儀表等領(lǐng)域成為測量結(jié)果顯示和人機對話的重要工具液晶顯示器按其功能可分為三類筆段式液晶 顯示器字符點陣式液晶顯示器和圖形點陣式液晶顯示器前兩種可顯示數(shù)字字符和符號等而圖形點陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形達到圖文并茂的效果其應用越來越廣泛 LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種其中字段顯示與 LED顯示相似只要送對應的信號到相應的管腳就能顯示系統(tǒng)中采用 LCD1602 作為顯示器件輸出信息與傳統(tǒng)的 LED 數(shù)碼管顯示器件相比液晶顯示模塊具有體積小功耗低顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點而且不需要外加驅(qū)動電路現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應用設(shè)計中最常用的顯示器件了 LCD1602 可以顯示 2 行 16 個漢字鬼影使用時可以通過 一個 10K 的電位器調(diào)整對比度 管腳 4RS 為寄存器選擇高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器低電平時選擇指令寄存器 管腳 5RW為讀寫信號線高電平時進行讀操作低電平時進行寫操作當 RS 和 RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址當 RS為低電平 RW為高電平時可以讀忙信號當 RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù) 管腳 6E 端為使能端當 E 端由高電平跳變成低電平時液晶模塊執(zhí)行命令 管腳 7 到 14D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線 管腳 15 背光源正極 管腳 16 背光源負極 表 21 1602 控制指令 序號 指令 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 請顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 ID S 4 顯示開關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移位 0 0 0 0 0 1 SC RL 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標志或地 址 0 1 計數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602 液晶模塊的讀寫操作屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的說明 1 為高電平 0 為低電平 指令 1 清顯示指令碼 01H 光標復位到地址 00H 位置 指令 2 光標復位光標返回到地址 00H 指令 3 光標和顯示位置設(shè)置 ID 光標移動方向高電平右移低電平左移 S 屏幕上所有文字是否左移或右移高電平表示有效低電平表示無效 指令 4顯示開關(guān)控制 D控制整體的顯示開與關(guān)高電 平表示開顯示低電平表示關(guān)顯示 C 控制光標的開與關(guān)高電平表示有光標低電平表示無光標 B 控制光標是否閃爍高電平閃爍低電平不閃爍 指令 5 光標或顯示移位 SC 高電平時顯示移動的文字低電平時移動光標 指令 6功能設(shè)置命令 DL高電平時為 4位總線低電平時為 8位總線 N低電平時為單行顯示高電平時為雙行顯示 F低電平時顯示 5X7的點陣字符高電平時顯示5X10 的顯示字符 指令 7 字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 指令 8DDRAM 地址設(shè)置 指令 9讀忙信號和光標地址 BF忙標志位高電平表示忙此時模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)如果為低電平表示 不忙 件 肖特基二極管是一種導通電壓降較低允許高速切換的二極管是利用肖特基勢壘特性而產(chǎn)生的電子元件其在整流其中非常理想正向?qū)妷盒]有反向恢復時間其正極和負極存在很大的電容肖特基二極管兩端電壓每次改變時電容會被充電放電流入該電容的電流與普通整流器的反向恢復電流完全相同 熱敏電阻熱敏電阻是一種電阻值隨其電阻體的溫度變化呈顯著變化的熱敏感電阻它多由金屬氧化物半導體材料制成也有由單晶半導體玻璃和塑料制成的由于熱敏電阻具有體積小結(jié)構(gòu)簡單靈敏度高穩(wěn)定性好易于實現(xiàn)遠距離測量和控制等優(yōu)點所以廣泛應用于測溫控溫溫度 補償報警等領(lǐng)域熱敏電阻分為負溫度系數(shù) NTC熱敏電阻正溫度系數(shù) PTC熱敏電阻和開關(guān)型熱敏電阻前兩者電阻率隨溫度的變化一般是指數(shù)規(guī)律 MOSFET 場效應管即金屬 氧化物 半導體型場效 應管英文縮寫為MOSFETMetalOxideSemiconductor FieldEffectTransistor 屬于絕緣柵型其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層因此具有很高的輸入電阻最高可達 1015Ω它也分 N 溝道管和 P 溝道管符號如圖 1 所示通常是將襯底基板與源極 S 接在一起根據(jù)導電方式的不同 MOSFET 又分增 強型耗盡型所謂增強型是指當 VGS 0時管子是呈截止狀態(tài)加上正確的 VGS后多數(shù)載流子被吸引到柵極從而增強了該區(qū)域的載流子形成導電溝道耗盡型則是指當 VGS 0時即形成溝道加上正確的 VGS時能使多數(shù)載流子流出溝道因而耗盡了載流子使管子轉(zhuǎn)向截止以 N溝道為例它是在 P 型硅襯底上制成兩個高摻雜濃度的源擴散區(qū) N 和漏擴散區(qū) N再分別引出源極 S 和漏極 D 源極與襯底在內(nèi)部連通二者總保持等電位 3．硬件設(shè)計 31 鉛酸電池充電電路設(shè)計 CN3717 充電控制電路用器件有 50WQ03FN 肖特基二極管兩個 P 溝道 MOS 管SI4435電感 8uh熱 敏電阻 10K的 mf52用于顯示充電狀態(tài)的紅色 LED以及綠色 LED以及若干電阻電容所需阻值的電阻與實際購買電阻有所偏差精度會受到影響 CN3717 芯片芯片特點寬輸入電壓范圍 75V 到 28V 對鉛酸電池進行完整的充電管理過充電和浮充電電壓由外部電阻分壓網(wǎng)絡(luò)設(shè)置充電電流達 5APWM 開關(guān)頻率 300KHz 恒流充電電流由外部電阻設(shè)置對深度放電的電池進行涓流充電過充點結(jié)束電流由外部電阻設(shè)置電池溫度監(jiān)測功能自動再充電功能雙狀態(tài)指示軟啟動功能電池端過壓保護工作環(huán)境溫度－ 40℃到＋ 85℃采用 16 管腳 TSSOP 封裝 應用領(lǐng)域鉛酸電池 充電不間斷電源備用電池應用便攜式工業(yè)和醫(yī)療儀器獨立電池充電器 圖 31 鉛酸電池充電控制芯片圖 表 31 芯片管腳介紹 管腳序號 名稱 說明 1 VC 內(nèi)部電壓調(diào)制器輸出為內(nèi)部驅(qū)動電路提供電源在 VG 管腳和 VCC 管腳之間接一個 100nF 的電容 2 PGND 功率地 3 GND 模擬地 4 CHRG 漏極開路輸出端在涓流充電恒流充電和過充電狀態(tài)內(nèi)部晶體管將此管腳拉到低電平否則此管腳為高阻狀態(tài) 5 DONE 漏極開路輸出端在浮充電狀態(tài)內(nèi)部晶體管將此管腳拉到低電平否則此管腳為高阻狀 態(tài) 6 TEMP 電池溫度監(jiān)測輸入端在此管腳到地之間連接一個負溫度系數(shù)的熱敏電阻 7 EOC 過充電結(jié)束電流設(shè)置端將此管腳直接接到地或者通過一個電阻接到地用來設(shè)置過充電結(jié)束電流 8 COM1 回路補償輸入端 1 在此管腳到地之間接一個 470pF 的電容 9 COM2 回路補償輸入端 2在此管腳到地之間串聯(lián)連接一個 120Ω的電阻和一個 220nF 的電容 10 FB 電池電壓反饋端外接電阻分壓網(wǎng)絡(luò)以設(shè)置過充電電壓和浮充電電壓 11 COM3 回路補償輸入端 3在此管腳到地之間接一個 100nF 的電容 12 NC 沒有連接 13 CSP 充電電流檢測正輸入端此管腳和 BAT管腳測量充電電流檢測電阻 RCS兩端的電壓并將此電壓信號反饋給芯片進行電流調(diào)制 14 BAT 充電電流檢測負輸入端此管腳和 CSP管腳測量充電電流檢測電阻 RCS兩端的電壓并將此電壓信號反饋給芯片進行電流調(diào)制 15 VCC 外部電源輸入端 VCC 也是內(nèi)部電路的電源此管腳到地之間需要接一個濾波電容 16 DRV 驅(qū)動片外 P溝道 MOS場效應晶體管的柵極 CN3717 是 PWM 降壓型鉛酸電池充電管理芯片具有涓流恒流過充電和浮充電模式恒流充電電流 由連接于 CSP管腳和 BAT管腳之間的電流檢測電阻RCS 設(shè)置在過充電和浮充電模式充電電壓由外部電阻分壓網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 當 VCC 管腳電壓大于低壓鎖存閾值并且大于電池電壓時充電器正常工作對電池充電如果電池電壓低于所設(shè)置的過充電電壓的 818 時充電器自動進入涓流充電模式此時充電電流為所設(shè)置的恒流充電電流的 13 當電池電壓大于所設(shè)置的過充電電壓的 818時充電器進入恒流充電模式此時充電電流由內(nèi)部的 175mV基準電壓和一個外部電阻 RCS 設(shè)置即充電電流為 175mVRCS 當電池電壓繼續(xù)上升接近過充電電壓時充電器進入過充電模式充電電流逐 漸減小當充電電流減小到 EOC管腳電阻設(shè)置的過充電結(jié)束電流時 CN3717 進入浮充電模式此時 BAT 管腳電壓被調(diào)制在浮充電電壓此時漏極開路輸出管腳內(nèi)部的晶體管關(guān)斷輸出為高阻態(tài)另一個漏極開路輸出管腳內(nèi)部的晶體管接通輸出低電平以指示浮充電狀態(tài) 在浮充電狀態(tài)如果斷開輸入電源再重新接入將開始一個新的充電周期如果電池電壓下降到再充電閾值 過充電電壓的 818 那么也將自動開始新的充電周期 當輸入電壓掉電時 CN3717 自動進入睡眠模式內(nèi)部電路被關(guān)斷這樣可以減少電池的電流消耗延長待機時間 CN3717 內(nèi)部還有一個過壓比較器當 BAT 管腳電壓由于負載變化或者突然移走電池等原因而上升時如果 BAT管腳電壓上升到過充電電壓的 108倍時過壓比較器動作關(guān)斷片外的 P溝道 MOS場效應晶體管充電器暫時停止直到 BAT管腳電壓回復到恒壓充電電壓以下在某些情況下比如在電池沒有連接到充電器上或者電池突然斷開 BAT 管腳的電壓可能會達到過壓保護閾值 具體應用信息 低電壓鎖存 芯片內(nèi)部的低電壓鎖存電路監(jiān)測輸入電壓當輸入電壓低于 6V 典型值 時內(nèi)部電路被關(guān)斷充電器不工作 涓流充電 在充電狀態(tài)如果電池電壓低于所設(shè)置的過充電電壓的 818 充電器進入涓流充電模式此時充電電流 為所設(shè)置的恒流充電電流的 13 浮充電模式 過充電狀態(tài)結(jié)束以后 CN3717 進入浮充電狀態(tài)在浮充電狀態(tài) BAT 管腳的電壓被調(diào)制在過充電電壓 VOC 的 931 浮充電模式的存在可以彌補由于電池自放電或者負載所導致的電池能量損失 自動再充電 在浮充電狀態(tài)如果輸入電源和電池仍然連接在充電器上由于電池自放電或者負載的原因電池電壓逐漸下降當電池電壓降低到所設(shè)置的過充電電壓的 818時將開始新的充電周期 鉛酸電池充電電路能夠通過單片機控制通過 AD 轉(zhuǎn)換將所采集到的電壓送與1602 顯示其原理圖如 32 圖 32 鉛酸電池充電電路圖 設(shè)計要點 1 選擇充電電流設(shè)定 充電電流設(shè)置 由于采用充電方式不同電阻設(shè)定方式不同僅以恒流充電方式為例 I 175mvRCS RCS 用于連接 CSP 管腳和 BAT 管腳之間的充電電流檢測電阻 2 電池溫度監(jiān)測 為了監(jiān)測電池溫度 MF52需要緊貼電池由于 MF52為負溫度特性當電池溫度升高時 MF52 的阻