數(shù)字化智能充電器的設(shè)計(jì)

摘　要：設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的智能充電器,介紹了其硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。該充電器可以實(shí)時(shí)采集和計(jì)算電池的參數(shù),并進(jìn)行智能控制,還可以通過串口和上位機(jī)進(jìn)行通訊并進(jìn)行實(shí)時(shí)

關(guān)鍵詞：智能充電器 單片機(jī) 開關(guān)電源 鋰離子電池

現(xiàn)代通訊設(shè)備、便攜式電子產(chǎn)品、筆記本電腦、電動汽車、小衛(wèi)星等普遍使用蓄電池作為電源,應(yīng)用非常廣泛。然而大多數(shù)設(shè)備中的蓄電池,只能使用專用的充電器,而且普通的充電器大多充電時(shí)間長,無法判斷其充電參數(shù)和剩余的充電時(shí)間。
 
本文介紹一種基于單片機(jī)的通用智能充電器的設(shè)計(jì)。充電器可以實(shí)時(shí)采集電池的電壓、電流,對充電過程進(jìn)行智能控制,計(jì)算電池已充的電量和剩余的充電時(shí)間;還可以通過串口和上位機(jī)進(jìn)行通訊并給用戶顯示必要的信息,有虛擬儀表的作用;另外,它也可以改變參數(shù),適應(yīng)各種不同電池的充電。這里列舉幾種不同的電池充電試驗(yàn),來說明智能充電器的實(shí)用價(jià)值。

1 智能充電器的硬件設(shè)計(jì)

智能充電器如圖1所示。主要包括電源變換電路、采樣電路、處理器、脈寬調(diào)制控制器和電池組等,形成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)[4]。下面對系統(tǒng)的工作原理分幾個(gè)部分進(jìn)行簡述。

圖1智能充電器電路模塊圖

1．1 處理器

處理器采用51系列單片機(jī)89C51。單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)外部中斷和一個(gè)串口中斷、三個(gè)八路的I/O口,采用11.0592MHz的晶振。單片機(jī)的任務(wù)是通過采樣電路實(shí)時(shí)采集電池的充電狀態(tài),通過計(jì)算決定下一階段的充電電流,然后發(fā)送命令給控制器控制電流的大小。單片機(jī)通過串口RS232和上位機(jī)相連,用于存儲數(shù)據(jù)和虛擬顯示。

1．2 采樣部分

電壓和電流采樣采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574。AD574為