【正文】 的電池充電。由于不同類型的電池特性不同，通常對不同類型，甚至不同電壓、容量等級的電池使用不同的充電器， 給 實際使用 帶來 諸多不便。 AD analog to digital conversion。這些充電器往往充電電流過小，充電電壓不穩(wěn)定，充電時間過長，導致電池內(nèi)部出現(xiàn)極化現(xiàn)象，致使充電容量達不到要求，大大降低了 電池的使用壽命。智能化主要體現(xiàn)在對電池充電算法和對環(huán)境自適應方面，一個新興的充電系統(tǒng)要能自動識別被充電電池的類別，根據(jù)電 池殘路以及環(huán)境溫度等自適應地生成曲線，以最廣東海洋大學 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 2 佳的方式完成快速充電。 （ 3）綜合控制法：此方法 是 針對不同的電池特性，利用不同的控制方案對充電池 進行 充電，充電可大致分預充、恒充、涓流充電三個 步驟 。過充電壓愈高，危險性也跟著愈高。 鎳鎘電池最致命的缺點是，在充放電過程中如果處理不當，會出現(xiàn)嚴重的 “記憶效應 ”，使得服務壽命大大縮短。 電池充電時，氫氧化鉀（ KOH）電解液中的氫離子（ H+）會被釋放出來，由這些化合物將它吸收，避免形成氫氣（ H2），以保持電池內(nèi)部的壓力和 體積 。單節(jié)的鎳鎘 /氫 電池為 ，放電終止電壓為 ，在生活中，基本很少出現(xiàn)單節(jié)電池的使用，基本都是兩節(jié)或者多節(jié)以上的電池串聯(lián)使用。 第 3 章 智能充電器的硬件電路 研究 智能充電器的 研究 思想 本系統(tǒng)硬件 研究 的基本思想是采用模塊化 研究 ，把實現(xiàn)不同功能的部分電路做成獨立模塊，然后通過合理的連接組成一個具有特定功能 的產(chǎn)品。 供電電源 USB5V 供電電源 USB 電源 主要由 USB 數(shù)據(jù)線為主要連通工具，接電腦 USB 接口或其他 +5V 電源如：移動電源、交換式電源供應器 ， 主要 為芯片和外部顯示屏及其他外部電路提供 工作電源。電路中電容一旦被加電，由于電容的寄生效應限制了峰值充電電流，并增加了電荷轉移時間，因此電容的電荷累積不能立即完成，也意味著電容兩端的初始電壓變化為零。 直流線性穩(wěn)壓控制電路如圖 35 所示： 廣東海洋大學 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 9 圖 35 直流線性穩(wěn)壓控制電路 LM358 雙運算放大器 LM358 內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)?雙運算放大器 ，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。 三極管 為低電平導通，高電平截止電路，前級電壓比較器， 比較電池取樣電壓及 PWM1 輸出電壓， 比較輸出低電平，兩三極管導通。 R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。而 C 語言編屬于高級語言，具有可移植性，能夠結構化編程。并根據(jù)不同的按鍵結果進行相應的處理，主要調(diào)節(jié)三種充電模式，然后開始充電。 并在 Altium Designer 畫原理圖， 同時上網(wǎng)查每個元器件的封裝與規(guī)格，方便 PCB 圖的制作，列出元件清單 及了解每個元器件的規(guī)格 ，進行初步制作 PCB 圖 [8]， 初步圖已經(jīng)出來的時候就去網(wǎng)上購買元件器，然后就是電路板的制作與調(diào)試。然后 買顯示屏回來焊，還想著 重新 焊過板。60%表示已充電量比。 （ 5） LED 指示：兩個 LED 分別作為指示燈。因為各種充電電池規(guī)模都不一致，例如手機鋰電池與鎳鎘電池，它們外接電路都不一致，電路并 沒有 合理與外圍電池相連接的電路，只引出兩條正負接線。接地 LCDEN = 0。 //背光亮 } /*********************************** LCD 命令 /數(shù)據(jù)操作指令 ************************************/ void write__dat(bit ,unsigned char dat) { LCDRS = 。0x80。 LCD_dat3 = datamp。 附 錄 23 dat = 1。//菜單 0 for(num = 0。//顯示的數(shù)據(jù) if(xms) { delayxms(xms)。num++) { write__dat(1,*LCD_array++)。0x80。 dat = 1。 LCD_dat0 = datamp。0x80。 //光標復位 write__dat(0,0x28)。 由于時間和條件的限制，本系統(tǒng) 還 存在的一些不足之處，可在今后的研究工作中加以改進，使系統(tǒng)更完 善，更好地貼近應用。 實物布局圖 圖 61 實物布局圖 使用操作 （ 1） . 接入 USBmini 連接線，顯示屏點亮 （ 2） . 按鍵說明： L:LCD 背光開關， M：模式切換（鋰 /鎳鎘電池模式、自定義模式） OK:充電狀態(tài)開始 /暫停（ M,+,在充電狀態(tài)為暫停時方可有效） 充電狀態(tài)開始：左上角無標記，正在充電。如圖 LED2 燈亮，表示正處于充電工作狀態(tài)，相反不亮的時候表示并未充電。所以焊接電路板應該注意規(guī)范問題。所以在電路中，我加入了電荷泵模塊，因為有了電荷泵， LM358 比較輸出才能達到預期電壓，所以 只有 升壓驅動芯片。 廣東海洋大學 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 13 圖 41 主 程序 流程圖 LCD1602 顯示子程序 初始化，因 LCD1602 只作寫操作，即 R/W 口接低電 平，所以接地。由此選擇 C 語言進行編程。 E 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。它由若干個 57 或者 511 等 點陣 字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔， 起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形，用自定義 CGRAM，顯示效果也不好。 LM358 的 特征： （ 1） 內(nèi)部頻率補償 （ 2） 直流電壓增益高 (約 100dB) （ 3） 單位增益頻帶寬 (約 1MHz) （ 4） 電源電壓范圍寬：單電源 (3—30V) （ 5） 雙電源 (177。 （ 3） 電荷泵的工作過程為：首先貯存能量，然后以受控方式釋放能量，以獲得所需的輸出電壓，而電容式電荷泵采用電容器來貯存能量。如圖 33為 USB 電源電路 。 單片機 控制模塊 單片機的主要功能 STC12C5604AC 單片機是 STC 生產(chǎn)的單時鐘 /機器周期 （ 1T） 的單片機，是高速 /低功耗 /超強抗干擾的新一代 8051 單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但速度快 812 倍。雙節(jié)電池 標稱 電壓 為 ，因此方案設定鎳鎘 /氫 充電方式充電終止電壓為 ，在充電電壓達到 的時候采用涓流充電。 以每一個單元電池的額定電壓來看，鎳氫與鎳鎘都是 。當然，我們可以通過掌握合理的充放電方法來減輕 “記憶效應 ”。鋰電芯放電時也要有電壓下限。 鑒于以上原因，我選擇第三種 研究 方案 。 近年來，國內(nèi)外人士正致力于充電器的智能化研究，智能化程度較高的充電器解決了動態(tài)跟蹤電池殼接收充電電流曲線的技術關鍵，使充電電流與可接收充電電流保持良好的匹配關系，使充電過程始終在最佳狀態(tài)下進行，比較常規(guī)充電模式可節(jié)約電能 30%50%左右，提高了充電質量和效率，為充電技術和充電設備的智能化發(fā)展闖出了一條新路。鋰電池對于充電器的要求比較苛刻，需要保護電路。從隨身聽到數(shù)碼相機、從手機到筆記本電腦幾乎所有用到電池的電器設備都需要用到充電器。 本 研究 以 STC12C5604AD 單片機和 LM358 雙運放放大器作主要器件。 本 研究課題 可 根據(jù)電池不同的 特性 采取不同的方案進行充電。 PWM control 廣東海洋大學 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 1 智能充電器的研究與開發(fā) 電子信息工程， 20xx11611128，余永佳 指導 教師：歐觸靈 第 1 章 緒論 選題背景及意義 在人們的日常工作和生活中，充電器的使用越來越廣泛。鋰電池是手機最為常用的一種電池，它具有較高的能量重量比、能量 體積比，具有記憶效應，可重復充電多次，使用壽命較長，價格也越來越低。國外起步較早 ， 目前，發(fā)達國家已經(jīng)將技術應用于軍事、探險和科學考擦等特殊 領域，其向民用領域的技術轉化工作也已經(jīng)開始。然后 利用反饋電壓 進行控制充電斷電，達到充電截止電壓時，自動斷開充電 [2]。鋰電芯電壓高于 后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半，此時儲存格常會垮掉，讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。所 謂 “記憶效應 ”就是電池在充電前，電池的電量沒有被完全放盡，久而久之將會引起電池容量的降低，在電池充放電的過程中（放電較為明顯），會在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣泡，日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當電池放電時，這些氫離子便會經(jīng)由相反的過程而回到原來的地方。 而鎳鎘 /氫 電池充電需要過充 10%—50%。本 研究 主要由 單片機控制模塊、電源模塊、電荷泵升壓模塊、直流線性穩(wěn)壓控制模塊、鍵盤模塊、顯示模塊 組成 。 因為 USB 輸入電壓雖然是單一方向，但是仍會含有交流 成分，因此，需要加電容濾波電路，輸出 平滑的直流電壓。使用這種方法可實現(xiàn)電壓的 倍 壓，開關信號的占空比設為 50%，能產(chǎn)生最佳的電荷轉移效率 。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合 。 LCD1602 顯示電路 LCD1602 液晶顯示模塊介紹 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的 點陣 型液晶模塊。當 RS 和 R/W 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 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。使用標準 C 語言的程序，幾乎都可以不作改變移植到不同的微機平臺上，對于嵌入式等的微控制芯片，屬于標準 C 語言的部分也很少需要修改，而且程序很容易讀懂，編寫程序結構清晰，移植性好，容易維護和修改。 流程圖如圖 41 所示 。在整個 過程中遇到以下需注意及改正的 問題： 在電路 研究 時 ，要充分考慮應用系統(tǒng)各部分的驅動能力，因為一些經(jīng)驗的缺乏，往往忽視電路的驅動能力及時序問題，認為原理上通就行了，其實不然，因為不同的電路有不同的驅動能力，對后級系統(tǒng)的輸入阻抗要求也不一樣，如果阻抗匹配不當，系統(tǒng)驅動能力不夠，將導致系統(tǒng)工作不可靠甚至無法工作。最后在偶然的機會下發(fā)現(xiàn)了虛焊問題而解決了。當電池電壓到達 即為 100%。 安裝 將 USBmini 連接線插入 USB 電源口，顯示屏正常顯示，無亂碼，說明設備正常 。同時，程序還有很多漏洞，并沒有完善，很容易出現(xiàn)亂碼 。 write__dat(0,0x02)。 //=1 數(shù)據(jù)操作， 指令操作 LCD_dat3 = datamp。 dat = 1。0x80。 LCD_dat0 = datamp。num 16。 //單字符顯示延時 } } }