智能快速充電器硬件與軟件設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 03:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計(jì)中選擇濾波電容的主要依據(jù)是系統(tǒng)對電源紋波的要求。濾波電容的等效串聯(lián)電阻（ ESR ）是造成輸出紋波的主要因素，而且也會(huì)影響到轉(zhuǎn)換效率，設(shè)計(jì)選用低 ESR 的電容。陶瓷電容和鉭電解電容具有較低的 ESR ，也可選用低 ESR 的鋁電解電容，但應(yīng)盡量避免標(biāo)準(zhǔn)鋁電解電容。容量一般在 10 μ F ～ 100 μ F ，對于較重的負(fù)載設(shè)計(jì)選取大一點(diǎn)的電容。較大容量的濾波電容有利于改善輸出紋波和瞬態(tài)響應(yīng)。 在每次充電周期結(jié)束后，充電環(huán)路中可以觀察到振蕩現(xiàn)象。這是由于電感中的能量全部釋放給負(fù)載后，在電感自身的寄生電容和引腳分布電容中還儲(chǔ)存有一定的能量，在這些能量的作用下，電容和電感構(gòu)成的諧振回路將發(fā)生振蕩，部分能量將以電磁波的形式向外輻射出去，造成對 SR12 單片 機(jī)和其它電路的干擾，在對噪聲敏感的設(shè)計(jì)應(yīng)用中必須對其加以抑制。在充電回路中接入肖特基二極管 D14 來抑制這種 EMI 。具體做法是，當(dāng)電感中的能量釋放完畢后，通過 D14 使諧振電路處于臨界阻尼或過阻尼狀態(tài)，將剩余能量消耗在 D14 上，減小電磁輻射，確保 SR12 單片 機(jī)正常工作。同時(shí)，肖特基二極管 D14 的另一重要作用是吸收電感的反向電動(dòng)勢，保護(hù) MOSFET 開關(guān)管 Q6 。 、溫度檢測電路 在快速充電過程中，電池的溫度會(huì)隨著充電容量的增加而上升，尤其在接近充電終止時(shí)，溫度變化率△ T/ △ t 最大，該特性是判斷電池是否充滿的主要條件之一，因此，及時(shí)、快速和準(zhǔn)確地檢測電池的溫度變化是本電路的關(guān)鍵。 本設(shè)計(jì)選用集成電路溫度傳感器 LM92 檢測電池溫度，圖 4 為其電路原理圖。同時(shí)，利用 SR12 單片機(jī)的內(nèi)部溫度 傳感器概略監(jiān)測環(huán)境溫度，其測溫范圍 20 ℃～ 70 ℃。 圖 4 溫度檢測電路原理圖 以往的充電器均多使用熱敏電阻作為溫度傳感器，在本設(shè)計(jì)中為何舍棄，這是因?yàn)闊崦綦娮璧碾妷狠敵雠c溫度并非成線性比，在高溫時(shí)的電壓變化率比較小，不易分辨，而且需依靠查表或加設(shè)電路才能得知輸出電壓與溫度的關(guān)系，其產(chǎn)品一致性差，在出廠前需要校正，增加成本。 集成電路溫度傳感器的參數(shù)輸出是與溫度成線性比，兩者之間的關(guān)系可以用公式來表達(dá)，故即使在較高的溫度范圍內(nèi)，集成電路溫度傳感器也具有很高的準(zhǔn)確度，設(shè)計(jì)中需要較少的芯片支持，有助于節(jié)省印刷電路板的板面空間，簡化部分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，加快產(chǎn)品推向市場的時(shí)間。 LM92 是美國國家半導(dǎo)體公司出品的單片高精度數(shù)字溫度傳感器。其內(nèi)部的 12 位溫度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將被感應(yīng)溫度的模擬量轉(zhuǎn)換為 ℃ 量化間隔的數(shù)字量，常溫下精度可達(dá)177。 ℃，并可與用戶設(shè)置的溫度點(diǎn)進(jìn)行比較。其片內(nèi)寄存器可以設(shè)置高 / 低的溫度窗口門限及臨界溫度告警門限，當(dāng)溫度偏離設(shè)置門限時(shí)，漏級(jí)開路中斷 INT 及臨界溫度告警 T_CRIT_A 輸出有效信號(hào)。通過 I 2 C 總線接口可對該傳感器的內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀 / 寫操作，最多可允許 4 片 LM92 掛接在同一條串行總線上。 MC68HC908SR12 單片機(jī)具有 I 2 C 接口控制模塊，使用通道 0 （ SDA0 和 SCL0 ），可十分方便地同 溫度傳感器 LM92 連接。圖 4 為溫度檢測電路原理圖。 LM92 采用 I 2 C 串行總線和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)同 MC68HC908SR12 單片機(jī) 的數(shù)據(jù)傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中 LM92 為從器件，通過數(shù)據(jù)輸入、輸出線 SDA 以及
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