【正文】 /79 系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi) 部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓 IC 型號(hào)中的 78或 79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7806 表示輸出電壓為正 6 V， 7909 表示輸出電壓為負(fù) 9 V。因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。 LM7805 的內(nèi)部框圖為 圖41， 其電參數(shù)如 表 6。 圖 41 27 表 6 LM7805 的 電參數(shù) 參數(shù) 符號(hào) 測(cè)試條件 最小值 典型值 最大值 單位 輸出電壓 V0 Tj=25℃ V 50mA＜ I0＜ , P0＜ 15W V Vi= to 20V 線性調(diào)整率 △ V0 Tj=25℃ , Vi= to 25V 100 mV Tj=25℃ , Vi=8V to 12V 50 mV 負(fù)載調(diào)整率 △ V0 Tj=25℃ , I0= to 9 100 mV Tj=25℃ , I0=250mA to 750mA 4 50 mV 靜態(tài)電流 IQ Tj=25℃ 8 mV 靜 態(tài)電流變化率 △ IQ I0= to mV Vi=8V to 25V mV 輸出電壓溫漂 △ V0/△ T I0= mV/℃ 輸出噪音電壓 VN f=10HZ to 100kHZ,Ta=25℃ 42 uV 紋波抑制比 RR f=120HZ, Vi=8V to 18V 62 73 dB 輸入輸出電壓差 V0 I0= ,j=25℃ 2 V 輸出阻抗 R0 f=1kHZ 15 mΩ 短路電流 Isc Vi=35V, Ta=25℃ 230 mA 峰值電流 Ipk Tj=25℃ A 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖如圖 42。 圖 42 BUCK 降壓電路設(shè)計(jì) BUCK 電路輸入電壓為 10 V～ 25 V，使用主要元件有：輸入電容、LM2576ADJ、電感、輸出電容、續(xù)流二極管（ IN5822）。 電路設(shè)計(jì)原理圖如圖 43。 28 Vin OUTGNDFBON/OFFLM2576U2+1000uFC5+1000uFC6D31N5822150uHL1GNDVinR1OUTGNDVin+VinV+INA168U45VR7GNDFBconstant current powerC10GNDAD1ON/OFF100KR11100KR12470R131 2PRL13284OPA2134AU71KR165VFBGNDHWR14VOUTAD2Q08050 圖 43 電路設(shè)計(jì)中輸入電容和輸出電容選擇 1000 uF/50V 電 解電容，電感選擇 150 uH 工字形電感，續(xù)流二極管選擇 1N5822。 1N5822 正向電流為 3 A， 反向電壓 20 V～ 40 V。 控制顯示電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)控制器使用 STC12C5A60S2 單片機(jī)，通過編程 PI 算法對(duì)輸出電流控制使輸出電流恒為 A 輸出。輸出電壓、輸出電流顯示由編程將數(shù)據(jù)送到單片機(jī) P0 口，編程控制在 LCD1602 液晶上顯示出系統(tǒng)輸出電壓、輸出電流。STC12C5A60S2 最小系統(tǒng)控制電路電路設(shè)計(jì)原理圖如圖 44。 12X130pFC730pFC8GND+10uFC9S110kR55VGNDSCLKDINC14AD223456789Com1RIP5VGNDLED0470R8470R9470R10LED1LED2MCUEX_LVD/RST231X119X218RESET9RD/P3717WR/P3616P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728NA29ALE30P31/TXD11P30/RXD10VCC40GND20STC12C5A60S2U3P24P26P00P01P02P03P04P05P06P07LCDENRSP27P28P26P27P28RXDTXDCSAD15V 圖 44 STC12C5A60S2 單片機(jī) P1 口選 、 ， 分別對(duì)輸出電壓、輸出電流采樣，完成 A/D 轉(zhuǎn)換。 P0 口與 LCD1602 液晶顯示的八位數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)連 接，完成 29 ADC 后數(shù)據(jù)被送到 P0 口，在 LCD1602 液晶上顯示電壓、電流 值。 LCD1602 液晶顯示電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 45。 GND5VW110KRSLCDENP00P01P02P03P04P05P06P07GNDLCD1602 Display12345678910111213141516P0LCD1602GND10R185V 圖 45 輸出電壓、電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 輸出電壓檢測(cè)，在輸出端通過兩個(gè)串聯(lián) 100 K 的電阻分壓，獲得 的 分壓電壓直接送到單片機(jī) 口完成 ADC 轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)電路圖如圖 44。 輸出電流檢測(cè)由 Ω采樣電阻（精度為 ‰ ）， INA168 集成 IC 芯片組成。通過公式 Vo=Is Rs RL/5k 可推導(dǎo)得到電流 I=Is。 檢測(cè)電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 44。 輸出恒定電 流電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)輸出電流的大小主要是控制采樣電阻兩端的電壓， Is=Vs/Rs。 采樣電阻，同相放大器和 LM2576ADJ 構(gòu)成反饋電路。 LM2576ADJ FeedBack 引腳電壓為 V，通過控制運(yùn)算放大器反饋電阻的大小可控制輸出電流的大小。系統(tǒng)中反饋電阻使用可編程數(shù)字電位器 TPL0501。其數(shù)字電位器的大小由編程實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的控制，程序中采用數(shù)字 PI 算法控制的方法對(duì)數(shù)字電位器的大小控制，完成對(duì)輸出電流的控制。 電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 4 47 30 R1OUTGNDVin+VinV+INA168U45VR7GNDC10GNDAD113284OPA2134AU71KR165VFBGNDHWDINSCLKCS5VGNDW VDDGNDSCLKDINCSLHU5TPL0501FBHWFB circuit 圖 46 圖 47 過溫、過壓保護(hù)電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求當(dāng)充電壓超過設(shè)定門限，充電溫度超過設(shè)定門限時(shí)電路具有自我關(guān)斷保護(hù)功能。該部分的保護(hù)電路主要使用元件有： LM339N、穩(wěn)壓二極管1N473 NTC 負(fù)溫度系數(shù)傳感器、 74LS02 邏輯或非門、 8050 三極管等。過壓保護(hù)將輸出電壓分壓得到的分壓送到比較器同相端與穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓比較，當(dāng)輸出電壓超過門限時(shí)，比較器輸出由低電平變換高電平。同理過溫保護(hù)則是利用 NTC 負(fù)溫度系數(shù) 隨 溫度的升高電阻值變化 而得到不同的分壓，有設(shè)定 60℃ 的電位器分壓比較，在溫度超過設(shè)定門限是比較器輸出電平變化。 電路設(shè)計(jì)原理圖如圖 47 176312UALM339N510kR2300kR3D41N4738VOUTGND5V1KR4RKNTCR65VGNDOvervoltage protection circuitOverheat protection circuitTOP0TOP15kW21KR151KR17131110UDLM339N 圖 48 兩路比較器的輸出電信號(hào)送到邏輯或非門，輸出端驅(qū)動(dòng) 8050 三極管。只要有一種保護(hù)電路被啟動(dòng)，都會(huì)使控制端輸出關(guān)斷信號(hào)，使 LM2576ADJ 停止工作。 31 電路設(shè)計(jì)原理圖如圖 48 5VC19GNDTOP0TOP1GNDON/OFFprotective circuit123714CD4001AU6 圖 49 32 5 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)所用工具 本設(shè)計(jì)所用工具為 C 編譯器 IAR Embedded Workbench，是 IAR Systems 公司的一款開發(fā)工具。 在本次設(shè)計(jì)中，軟件實(shí)現(xiàn)的 主要功能是 通過中斷、 A/D 轉(zhuǎn)換后將系統(tǒng)輸出電壓、輸出電流在 LCD1602 上顯示。同時(shí)控制 3 個(gè) LED 燈 對(duì)電壓大小分段進(jìn)行顯示提示 。 軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 如圖 51 所示。 圖 51 否 否 是 是 開 始 系統(tǒng)初始化 初始化完成 液晶掃描 等待中斷觸發(fā) 系統(tǒng)中斷開 主函數(shù) 送數(shù)據(jù)到 LCD1602 液晶顯示 LED 顯示 AD1 輸出電流檢測(cè) AD2 輸出電壓檢測(cè) 33 6 系統(tǒng)測(cè)試 主要 測(cè)試儀器、儀表 表 7 測(cè)試儀器、儀表 儀 器 型 號(hào) 精 度 廠 商 滑動(dòng)變阻器 Bx714 % 上海愛鎮(zhèn)電器廠 示波器 UTD2102CEL 3% 可調(diào)式直流穩(wěn)壓恒流電源 DK08006384 +% 數(shù)字萬用表 VC890D 4 位半 粵 制 系統(tǒng)測(cè)試 測(cè)試方法 測(cè)試使用學(xué)生可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字萬用表、滑動(dòng)變阻器、示波器等。測(cè)試時(shí)通過改變滑動(dòng)變阻器阻值，分別測(cè)得輸出電壓和對(duì)應(yīng)的輸出電流大小。最后對(duì)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析和計(jì)算。并計(jì)算出 每組 數(shù)據(jù)電源工作效率數(shù)值。 測(cè)試參數(shù)記錄表及測(cè)試數(shù)據(jù) 表 8 參數(shù)記錄及測(cè)試數(shù)據(jù) 實(shí)際電壓 顯示電壓 實(shí)際電流 顯示電流 輸入電壓 總電流 效率 實(shí)際效率 % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % 34 % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % 測(cè)試結(jié)果分析 通過測(cè)試數(shù)據(jù)可看出電元設(shè)計(jì)輸出電流比較穩(wěn)定， PI調(diào)節(jié)后電流在 附近 波動(dòng)， 其充電 效率達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 35 7 結(jié)論 本文圍繞 鋰電池充電模塊 設(shè)計(jì)為中心，重點(diǎn)介紹了鋰離子電池的充電原理與充電方法、充電 模塊 的設(shè)計(jì)思想和系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 。本文所設(shè)計(jì) 充電 模塊 以STC12c5A60s2 單片機(jī)為控制核心，電路按照實(shí)際電路功能可劃分為系統(tǒng)指示燈電路、電源電壓與環(huán)境溫度采樣電路、精確基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路和開關(guān)控制電路，并進(jìn)行了單元電路的具體設(shè)計(jì)，通過具體的硬件電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了電池充電、 LED指示、保護(hù)機(jī)制 等充電器所需要的基本功能。 在本次設(shè)計(jì)中，軟件實(shí)現(xiàn)的主要功能是通過中斷、 A/D 轉(zhuǎn)換后將系統(tǒng)輸出電壓、輸出電流在 LCD16