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快速充電路開發(fā)

作者: 時間:2006-05-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:用PIC16C74單片機(jī)實現(xiàn)對電池組的快速充電,并對3個快速充電方案進(jìn)行了比較。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/233460.htm

關(guān)鍵詞:單片機(jī) 快速充電 電池組

隨著對便攜產(chǎn)品需求的增加,充電電池的應(yīng)用也越來越廣,有許多家公司生產(chǎn)了快速充電控制芯片,如Maxim的Max712、713、846、2003;AD公司的ADP3810、3811;Liner公司LT1505等,但因我們的產(chǎn)品已經(jīng)定型,無法增加新的控制芯片。我們研制的便攜儀器使用可充電電池組(8節(jié)NiMH電池串聯(lián)),采用0.1C充電16小時,充電時間長,使用不便。為方便使用需要增加快速充電功能。在幾乎不增加成本的情況下,我們利用原有PIC16C74芯片的AD功能,研制了快速充電器。

PIC16C74是低功耗、高性能、CMOS、8位微處理器,含8級堆棧,多個內(nèi)部及外部中斷源,采用一種先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu),與其他同類型8位微處理器相比,可達(dá)到2:1的代碼壓縮如4:1的速度提高。PIC16C74含33個I/O口,3個定時/計數(shù)器,串行通信口,同步串行口,8通道高速8位A/D,4KX14ROM,192個字節(jié)RAM,看門狗定時器,輸出口具有較強(qiáng)驅(qū)動能力。

快速充電器原理圖見圖1。

其中:VAD1正比于電池電壓

VAD2正比于充電電流

Change端控制充電電流

DC+,DC-接外接電源

BAT+,GND接電池

CPU通過采集電池電壓、充電電流信號,通過Charge端進(jìn)行充電控制,電池組為8節(jié)1.2Ah NiMH電池串聯(lián)組成。

具體充電方案有3個:

1.限時充電

充電器為DC13V 500mA電源,連續(xù)充電3hr后,斷開充電電源。經(jīng)測試,電池組放電容量約為1.15Ah(放電電流約為1A),電池壽命大約可達(dá)200次。批量生產(chǎn)時要求器應(yīng)有較好的一致性。

2.連續(xù)充電

在開始充電的2-5分鐘內(nèi),MOS管斷續(xù)導(dǎo)通,進(jìn)行電池預(yù)充電,而后MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)(為安全起見可設(shè)一最長充電時間)。當(dāng)電池電壓大于12V時,MOS管斷續(xù)導(dǎo)通,充電到12.8V后結(jié)束充電(設(shè)一最長充電時間)。經(jīng)測試,電池組放電容量約為1.2Ah(放電電流約為1A),電池壽命大約可達(dá)300次。批量生產(chǎn)時要求充電器有一定的一致性。

3.斷續(xù)充電

在開始充電的2-5分鐘內(nèi),MOS管斷續(xù)導(dǎo)通,進(jìn)行電池預(yù)充電,而后開始快速充電??焖俪潆娺^程中,通過控制MOS管的通斷,使充電電流小于1.2A,當(dāng)電池電壓上升過快時也應(yīng)減小充電電流,一旦電池電壓不上升后,快速充電即告結(jié)束,再經(jīng)涓流充電一段時間后結(jié)束充電。若在1小時內(nèi)電池電壓仍小于8V,則停止充電并報警,此時應(yīng)檢查外接充電電源、充電電路和電池組是否損壞。整個充電過程可根據(jù)需要控制在1.5小時至3小時。測試結(jié)果見表1。

表1 斷續(xù)充電測試結(jié)果

充電時間(h) 放電容量(Ah) 電池壽命(次)
1.5 1.2 約300
3 1.22 大于300

3個充電方案的比較見表2。

表2 充電方案比較

  方案1方案2方案3
充電時間331.5-3
放電容量Ah1.151.21.2-1.22
電池壽命較短較長
占用CPU時間較少較多
對外接電流要求較嚴(yán)較松
安全性較差較好
復(fù)雜程度

結(jié)語

在具體設(shè)計時應(yīng)根據(jù)不同的側(cè)重點選擇充電方案。



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