【正文】 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、P W M 、 、 、 、 、 、YNNYYNNYYN、 、 、 、 、圖 42 主程序流程圖 子程序軟件設(shè)計 電壓和電流的采樣子程序是通過單片機(jī)的兩個獨立的 A/D 轉(zhuǎn)換通道，將電壓和電流檢測電路的檢測到的數(shù)值經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行判斷進(jìn)入何種階段充電，首先先啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，將 A/D 轉(zhuǎn)換的兩個獨立的控制寄存器進(jìn)行設(shè)置，然后開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，延時一段時間，判斷是否轉(zhuǎn)換結(jié)束，若轉(zhuǎn)換結(jié)束則讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，否則繼續(xù)延時。首先我要特別感謝我的導(dǎo)師陳志武老師，在這一個學(xué)期里他對我孜孜不倦的指導(dǎo)和教誨，使我在設(shè)計和學(xué)習(xí)的道路上受益匪淺。進(jìn)入恒流階段與涓流充電的過程一樣，只是恒流充電的電流較大，PWM的脈寬較寬。 它 的 耐熱 性 、 噪 聲 電 勢 、 溫 度 系 數(shù) 、 電 壓 系 數(shù) 等 電 性 能 比 碳 膜 電 阻 器 優(yōu) 良 。單端輸出時 TL494 的 Q1 和 Q2 并在一起輸出 PWM 波，如圖 37 所示。為了與平時學(xué)的 80C51 的 12MHz 的晶振頻率一致,且易編程，我們可以對片內(nèi) PLL 的控制寄存器 PLLCON 進(jìn)行軟件設(shè)計來實現(xiàn) 12MHz 的晶振頻率。它有一個軌對軌的電壓輸出緩沖，可驅(qū)動 10kΩ/100pF 的負(fù)載。20mV，177。針對上述功能，它的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖31所示：、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、P W M 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、A D u C 8 2 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、圖31 智能充電器的硬件結(jié)構(gòu)框圖其中單片機(jī)采用了由AD公司生產(chǎn)的ADuc824，它內(nèi)含有兩個獨立的A/D轉(zhuǎn)換通道和一個D/A轉(zhuǎn)換通道，并且內(nèi)部還有一個溫度傳感器，為設(shè)計外圍電路接口提供了方便。上述各種控制方法各有優(yōu)缺點。負(fù)增量檢測法的缺點是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過充電，因此電池溫度較高。⑤ 變電壓變電流波浪式間歇正負(fù)零脈沖快速充電法綜合脈沖充電法、REFLEXTM 快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優(yōu)點，變電壓變電流波浪式正負(fù)零脈沖間歇快速充電法得到發(fā)展應(yīng)用。脈沖充電方式首先是用脈沖電流對電池充電，然后讓電池停充一段時間，如此循環(huán)，如圖 25 所示。u , it0、 、 、 、 、 、 、圖 23 二階段法曲線三階段充電法在充電開始和結(jié)束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。實驗表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以大大縮短充電時間，并且對電池的容量和壽命也沒有影響。 鉛酸蓄電池放電過程的電化反應(yīng)鉛酸蓄電池放電時，在蓄電池的電位差作用下，負(fù)極板上的電子經(jīng)負(fù)載進(jìn)入正極板形成電流I。（7） 電池的老化電池的老化是指另外一種現(xiàn)象：電池在開始使用的一段時間內(nèi)，電池容量增加大約 5%10%，接下來的一段時間，電池的容量大約不變，然后開始慢慢減少，即開始了電池的老化過程。放電終止電壓是指蓄電池可放電的最低電壓，如果電壓低于放電終止電壓后繼續(xù)放電，電池兩端電壓會迅速下降，形成過放電。容量分為理論容量、實際容量和額定容量。它的缺點是：充電初期，如果蓄電池放電深度過大，充電電流會很低，后期充電電流又過小，充電時間長；此外蓄電池端電壓的變化也很難補(bǔ)償，充電過程中對落后的電池完全充電也很難完成，為了彌補(bǔ)恒壓充電的不足，在恒壓充電的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，當(dāng)充電電流較高的時候（如電池嚴(yán)重虧電，漏電，負(fù)荷過重等）這時應(yīng)采取限流措施，保持電流不超過某一設(shè)定值而使電壓降低，待電流降低，電壓升起后再穩(wěn)壓，這就是恒壓限流的含義。基于單片機(jī)的智能電池充電器的設(shè)計I基于單片機(jī)的智能電池充電器的設(shè)計摘 要由于以往的充電器不能根據(jù)電池的充電狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采取相應(yīng)的電池充電模式，而是一直采用大電流充電，極易造成電池的極化現(xiàn)象，導(dǎo)致電池充電效率較低，使用壽命縮短。單獨采用恒流充電限壓充電和恒壓限流充電等模式對鉛酸蓄電池進(jìn)行充電，蓄電池的充電效果不是很理想。理論容量（C o）是假設(shè)活性物質(zhì)全部參加放電反應(yīng)給出的容量。這極易對電池造成永久性損害，影響蓄電池的使用壽命。當(dāng)電池的老化達(dá)到一定程度時，這個電池就報廢了。同時在電池內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。原則上把這條曲線稱為最佳充電曲線，從而奠定了快速充電方法的研究方向。當(dāng)電流衰減到預(yù)定值時，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。充電脈沖使蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使?jié)獠顦O化和歐姆極化自然而然地得到消除，從而減輕了蓄電池的內(nèi)壓，使下一輪的恒流充電能夠更加順利地進(jìn)行，使蓄電池可以吸收更多的電量。脈沖充電法充電電路的控制一般有兩種：其一為脈沖電流的幅值可變，而PWM（驅(qū)動充放電開關(guān)管）信號的頻率是固定的；其二為脈沖電流幅值固定不變，PWM 信號的頻率可調(diào)。此外，鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較長時間才出現(xiàn)負(fù)增量，過充電較嚴(yán)重。為了保證在任何情況下，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包括時間控制，電壓控制和溫度控制的綜合控制法。PWM電路是通過TL494芯片通過數(shù)據(jù)的采集輸出一定寬度的脈沖波來控制電池的充電階段，從而實現(xiàn)充電電池的智能型充電。40mV，177。它有兩個輸出范圍：0 到 VREF 和0 到 AVDD，能以 8 位或 12 位模式工作。當(dāng)電壓檢測量 VOLTAGE/AIN3 和電流檢測量 CURRENT/AIN1 送入到單片機(jī)的兩個獨立的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，單片機(jī)將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，進(jìn)而進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)分析，確定充電進(jìn)入充電四個階段的哪個階段，同時將轉(zhuǎn)化的數(shù)字量通過數(shù)模轉(zhuǎn)換送到 TL494 的放大器的同相輸入端 DTC，單片機(jī)在確定充電進(jìn)入哪個階段后，將通過 P0 口輸出給 8 段碼顯示，用來告訴用戶當(dāng)前電池的充電的狀態(tài)，并且當(dāng)充電結(jié)束時，單片機(jī)將驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，提醒用戶充電已結(jié)束 [6][13][17]。C 1E 1C 2E 2QCQES i n g l e E n d e dO u t p u t C o n t r o lQ1Q2圖 37 單端輸出連接圖檢測到的電池電流轉(zhuǎn)換為 05V 的電信號，通過簡單濾波電路進(jìn)行平滑、去除雜波干擾后的 CURRENT/AIN1 送給 TL494 的誤差放大器Ⅰ的 V1+同相輸入端。 金 屬 膜電 阻 器 的 制 造 工 藝 比 較 靈 活 ， 不 僅 可 以 調(diào) 整 它 的 材 料 成 分 和 膜 層 厚 度 ， 也 可通 過 刻 槽 調(diào) 整 阻 值 ， 因 而 可 以 制 成 性 能 良 好 ， 阻 值 范 圍 較 寬 的 電 阻 器 。在進(jìn)入恒壓充電過程中，保持其電壓為恒定值，不斷的檢測電池兩端的電壓，電流和電池的溫度，確定是否將進(jìn)入浮充階段，一旦充電電流降到額定電流的 10%時，將轉(zhuǎn)換進(jìn)入浮充電階段。他。在主程序流程中我們可以不僅對單片機(jī)進(jìn)行一定的初始化，將其對電池進(jìn)行進(jìn)行涓流充電，恒壓充電，恒流充電和浮充電等四個階段的充電，不僅可以提高電池的充電效率，延長電池的使用壽命，而且還可以顯示電池的充電階段，實現(xiàn)電池充電階段的顯示功能，并且在充滿電時，實現(xiàn)報警功能。1 2 3 4ABCD4321DCBA TitleNumber RevisionSizeA4Date: 9Jun2022 Sheet of File: H:\于\BACKUP~ Drawn By:U3BOPTOISO1U3AOPTOISO1RW110KR6500R4500R8200R1100R73KC3C5C4D24007于于于 ++12+5+12+12U1ALM324Vo+Vin2 V1V2I1 I2VoI3V5CURRENT/AIN1VsText圖 310 電流檢測電路這是最簡單的檢流方法，通過檢測電阻電壓間接測出流過電阻的被檢測電流的大小。反饋信號和設(shè)定信號通過 TL494 的誤差放大器后進(jìn)行比較放大，進(jìn)而控制停止PWM 輸出，防止過充電。PWM 控制信號的高電平脈沖出現(xiàn)，使 MOSFET 導(dǎo)通之后，電感 L1 的電流不斷增大，電容 C2 充電，該電路不斷存儲能量，同時通過電感L2 對電池充電，此時，續(xù)流二極管因反向偏置而截止。b. 片內(nèi) PLL一般∑△型 AD 都需外接一個晶振，CPU 工作也需要外部晶振。輔助通道用于接收輔助信號的輸入，例如冷端二極管或熱敏電阻的輸入，此通道無緩沖器，只有一個固定為177。顯示和報警電路是通過單片機(jī)控制來顯示電池組當(dāng)前的充電狀態(tài)，提示用戶當(dāng)前進(jìn)入的狀態(tài)。根據(jù)鉛酸蓄電池的使用階段及蓄電池的特性，為了進(jìn)一步延長蓄電池的使用壽命，在長期使用和經(jīng)驗總結(jié)的基礎(chǔ)上，對蓄電池進(jìn)行了四個階段的充電以達(dá)到最優(yōu)的效果。為了避免環(huán)境溫度過高時損壞電池，最好與其他控制方式配合使用。 充電終止條件控制方法蓄電池在充足電后，電池的溫度和內(nèi)壓都會快速的上升，同時電池的端電壓開始下降出現(xiàn)電壓負(fù)增量，如果此時繼續(xù)進(jìn)行快速大電流充電，對蓄電池的損害是顯然的。ti0T圖 25 脈沖式充電曲線② REFLEXTM 快速充電法這種技術(shù)是美國的一項專利技術(shù)，它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。③ 恒壓充電法充電電源的電壓在全部充電時間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。主要原因是充電過程中產(chǎn)生了極化現(xiàn)象。 正極板的鉛離子（Pb 4+）得到來自負(fù)極的兩個電子（2e）后，變成二價鉛離子（Pb 2+） ，與電解液中的硫酸根離子（SO 42）反應(yīng)，在極板上生成難溶的硫酸鉛（PbSO 4） 。（8） 使用壽命使用壽命是指在其實際容量降低至某一規(guī)定值之前所經(jīng)歷的充放電的次數(shù)，通常用來定義蓄電池的使用壽命，使用壽命是鉛酸蓄電池的重要指標(biāo)之一，與使用中的放電深度、溫度、充放電等條件有關(guān)。（5） 電池的過充電當(dāng)高速率充電而又不能及時地在滿充電后結(jié)束充電過程，電池則很容易存在大電流過充的問題。額定容量（C 額 ）是在設(shè)計和生產(chǎn)蓄電池時，規(guī)定或保證在指定的放電條件下蓄電池應(yīng)放出的最低限度的電量。另一方面，充電技術(shù)不能適應(yīng)蓄電池的特殊要求，會嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命。關(guān)鍵詞 智能充電器 ADuC824 TL494 鉛酸蓄電池基于單片機(jī)的智能電池充電器的設(shè)計IIDESIGN OF INTELLIGENT CHARGER BASED ON SINGLECHIP MICROCOMPUTERABSTRACTIn the past, as the charger cannot be based on the status of rechargeable battery data to analysis it cannot be carried out the mode, which is suitable. It has been using a highcurrent charge, which is result in more lower efficient for battery charger, reduces service life. Because of it, I design an intelligent charger, which is controlled by singlechip microputer. According to the state of battery, ADuC824 singlechip microputer will control and output a PWM pulse, in turn, leadacid battery will be charged through to fourstage charge such as trickle charge, constant current charging, constant voltage charging and floating charge, it can also show the current charging phase through the output terminal of singlechip microputer and can terminate charging automatically. A warning buzzer will sound to remind the user that it is already full of batteries. KEY WORDS intelligent battery charger ADuC824 TL494 leadacid battery基于單片機(jī)的智能電池充電器的設(shè)計目 錄摘要 .......................................................................................................................