基于單片機(jī)智能充電器的設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2025-08-09 22:54本頁(yè)面
【正文】 ervice life of rechargeable battery requirements will continue to improve.Keywords: intelligent charger。 performances and battery life1緒論 如今，隨著越來(lái)越多的手持式電器的出現(xiàn)，對(duì)高性能、小尺寸、重量輕的電池充電器的需求也越來(lái)越大。因此需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時(shí)間、達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。電池充電是通過(guò)逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)到化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的。設(shè)計(jì)充電器時(shí)要仔細(xì)了解這些特性以防止過(guò)度充電而損壞電。電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實(shí)現(xiàn)快速、安全地充電，因此，需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確地監(jiān)控(例如對(duì)充、放電電流、充電電壓、溫度等的監(jiān)控)，以縮短充電時(shí)間，達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。其框圖如11： 圖11 電池框圖 常見(jiàn)充電電池特性及充電方式電池充電是通過(guò)逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)到化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的，由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同，電池的特性也不同，其充電的方式也不大一樣。充電方法：SLA 電池和鋰電池的充電方法為恒定電壓法要限流； NiCd 電池和NiMH 電池的充電方法為恒定電流法，且具有幾個(gè)不同的停止充電的判斷方法。最大充電電流往往以電池容量的數(shù)值來(lái)表示。若涓流充電時(shí)電流為C/40，則充電電流即為電池容量除以40。能量以化學(xué)反應(yīng)的方式保存了下來(lái)。一些電能轉(zhuǎn)化成了熱能，對(duì)電池起了加熱的作用。在快速充電時(shí)這將使電池快速升溫，若不及時(shí)停止充電就會(huì)造成電池的損壞。 一個(gè)智能化程度較高的充電器，應(yīng)能在電池充電過(guò)程中準(zhǔn)確的檢測(cè)電池的狀態(tài)，并能在控制過(guò)程中及時(shí)的作出反應(yīng)，這就需要完善的硬件設(shè)施。 目前市場(chǎng)上存在大量的電池充電芯片，它們可直接用于進(jìn)行充電器的設(shè)計(jì)。 （1）電池類(lèi)型：不同的電池（鋰電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等）需選擇不同的充電芯片。 （3）電流值：充電電流的大小決定了充電時(shí)間。 我們實(shí)現(xiàn)的是手機(jī)的單節(jié)鋰離子電池充電器，要求充電快速且具有優(yōu)良的電池保護(hù)能力，據(jù)此選擇 Maxim 公司的 MAX1898 作為電池充電芯片。MAX1898 提供精確的恒流/恒壓充電，電池電壓調(diào)節(jié)精度為177。充電電流可由用戶(hù)設(shè)定，采用內(nèi)部檢流， 無(wú)須外部檢流電阻。MAX1898 還具有其他一些功能，包括輸入關(guān)斷控制、 可選的充電周期重啟（無(wú)須重新上電）、 可選的充電終止安全定時(shí)器和過(guò)放電電池的低電流預(yù)充。 （1）簡(jiǎn)單、 安全的線性充電方式。 （3）輸入電壓： ～12V （4）內(nèi)置檢流電阻。%電壓精度。 （7）輸入電源自動(dòng)檢測(cè)。 （9）可編程安全定時(shí)器。 （11）可選/可調(diào)節(jié)自動(dòng)重啟。 MAX1898的電路說(shuō)明充電芯片MAX1898的內(nèi)部電路包括輸入電流調(diào)節(jié)器、電壓檢測(cè)器、充電電流檢測(cè)器、定時(shí)器、溫度檢測(cè)器和主控制器。當(dāng)檢測(cè)到輸入電流大于設(shè)定的門(mén)限電流時(shí)，通過(guò)降低充電電流從而控制輸入電流。 電路具體說(shuō)明如下。鋰電池要求的充電方式是恒流恒壓方式，電源的輸入需要采用恒流恒壓源，一般可采用直流電源外加變壓器。這里的充電時(shí)間指的是快充時(shí)的最大充電時(shí)間，它和定時(shí)電容CcT的關(guān)系如式21所示: ＝ 21 式中，tCHG的單位為小時(shí)，CcT的單位為nF。當(dāng)充電電源和電池在正常的工作溫度范圍內(nèi)時(shí)，插入電池將啟動(dòng)一次充電過(guò)程。 MAX1989 能夠自動(dòng)檢測(cè)充電電源，沒(méi)有電源時(shí)自動(dòng)關(guān)斷以減少電池的漏電。充電結(jié)束時(shí)，LED 指示燈將會(huì)呈現(xiàn)周期性的閃爍。 （2 腳）：充電狀態(tài)指示腳，同時(shí)驅(qū)動(dòng)LED。EN為輸入腳，可以通過(guò)輸入禁止芯片工作；OK為輸出腳，用于指示輸入電源是否與充電器連接。通過(guò)串接一個(gè)電阻到地來(lái)設(shè)置最大充電電流。接一個(gè)時(shí)間電容來(lái)設(shè)置充電時(shí)間，電容為100mF時(shí)，幾乎為3個(gè)小時(shí)，此引腳直接接地將禁用此功能。當(dāng)此引腳直接接地時(shí)，如果電池電壓掉至基準(zhǔn)電壓閾值以下200mV，將會(huì)重新開(kāi)始一輪充電周期。此引腳懸空或者CT 引腳接地（充電時(shí)間設(shè)置功能禁用）時(shí)，自動(dòng)重新啟動(dòng)功能被禁用。此引腳需旁接一個(gè)大電解電容到地。DRV（9 腳）：外部晶體管驅(qū)動(dòng)器，接晶體管的基極。在在需要時(shí)可以及時(shí)關(guān)斷充電電源。MAX1898是電路的主控制部分，當(dāng)MAX1898芯片的2引腳/CHG發(fā)送的脈沖電平由低變高，這將會(huì)被單片機(jī)檢測(cè)到，引起單片機(jī)的中斷，在中斷中，如果判斷出充電完畢停止MAX1898的供電，從而保證芯片和電池的安全，同時(shí)也減小功耗。本系統(tǒng)的程序流程圖31: 圖31 系統(tǒng)程序框圖 單片機(jī)的選擇單片機(jī)選擇AT89S52，89S52是INTEL公司MCS52系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用INTEL公司
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