用電池監(jiān)測芯片實現(xiàn)多功能智能充電器

從原理結(jié)構(gòu)框圖可以看到，該充電器主要由充電主回路、同步脈沖產(chǎn)生電路、可控硅觸發(fā)驅(qū)動電路、DS2438 測量電路、單片機系統(tǒng)及液晶顯示等組成。其中DS2438 測量電路、單片機系統(tǒng)及液晶顯示同時被用于電池放電時電池的管理系統(tǒng)，對蓄電池的電壓、電流、電量以及溫度進行實時測量顯示，放電結(jié)束后，電池的剩余電量將保存于DS2438 ICA 寄存器中。在充電系統(tǒng)中，DS2438 對蓄電池充電過程中的上述各個參數(shù)值進行實時監(jiān)測，并通過單總線上傳給單片機，單片機對檢測到的各參數(shù)值進行實時的分析判斷，控制輸出可控硅的觸發(fā)脈沖，控制可控硅的導通角，從而控制充電電壓和充電電流，以確保充電器按照所選用的充電模式，既不過充也不欠充，并具有過熱保護，安全可靠地進行充電。

為實現(xiàn)可控硅的同步觸發(fā)控制，需要獲得電網(wǎng)電壓同步脈沖信號。系統(tǒng)因而設計有同步脈沖產(chǎn)生電路。

該電路在電網(wǎng)電壓每個周波由正變負過零點附近，使得8031 的外部中斷INT0 獲得一個負跳變的有效中斷請求信號。所以，每一周波INT0 都中斷一次。在INT0的中斷服務程序中，設置T1 定時Xms,0

在T1 定時中斷服務程序中，首先控制P1.7 產(chǎn)生負脈沖，然后，為了獲得100Hz 的觸發(fā)脈沖，再設置T1定時10ms,在進入第二次定時中斷服務程序中，再設置P1.7 產(chǎn)生負脈沖。這樣，在P1.7 輸出的為100Hz的脈沖信號，經(jīng)過光電隔離及三極管放大電路，觸發(fā)可控硅導通。從而在電池兩端可獲得脈動可調(diào)的充電電壓。各點的波形如圖2 所示。

圖2 充電器各點波形圖

5 多功能智能充電器的特點

多功能智能充電器是由微處理器控制、智能型的充電設備，以微處理機作為核心控制部件，將DS2438作為充電系統(tǒng)的檢測核心，實現(xiàn)了對充、放電過程中各種參數(shù)數(shù)字化采樣、數(shù)字化處理、全數(shù)字顯示。

在充電開始階段，充電器在微處理器的控制下對被充蓄電池進行一系列的測試，以找出被充蓄電池的基本參數(shù)，確認被充蓄電池的剩余電量、電壓等級及所需充電方式。

充電過程中，在核心控制部件微處理機的控制下，-9VINT0T1定時P1.7VA20VVB20V12Vtttttt圖2 充電器各點波形圖充電器對被充蓄電池進行不間斷的跟蹤測試。微處理器對測試結(jié)果進行不間斷的計算并根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整下一充電電流的強度。

在充電結(jié)束階段，充電器通過被充蓄電池的電量、電壓、電流變化等幾個因素來判別被充蓄電池的充電飽和程度，并根據(jù)設定的參數(shù)決定是否結(jié)束充電。整個充電過程中，所有判別工作都由微處理器自動完成。

多功能智能充電器能及時對充電的重要參數(shù)進行數(shù)字化顯示。在整個充電過程中，充電器對充電電流、充電電壓、充電時間、已充安時數(shù)、電池溫度等信息進行顯示。

由于采用微處理機控制，多功能智能充電器還具備了較強的保護和報警功能。

多功能智能充電器采用較為傳統(tǒng)可靠的可控硅調(diào)壓控流加變壓器作為功率部件。這種結(jié)構(gòu)保證了較為可靠的電氣性能又確保了高電壓的安全隔離。

本文設計出了一種高性能的基于專用電池監(jiān)測芯片的多功能智能充電器。該充電器采用先進高度集成化的智能模塊，對蓄電池充電過程進行全方位的監(jiān)測與控制，保證不同程度的蓄電池能按應有的充電方式進行充電，以防止蓄電池因充電不當而降低使用壽命，大大改善了充電器的性能。