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智能充電�
閱讀�14467時間�2010-12-03 15:44:59

  目前,由于常�(guī)充電技�(shù)不能適應(yīng)各類新型電池的要�,因此嚴重影響電池的使用壽命。實踐證�,免維護電池的浮充電壓偏�5%,浮充壽命減少一��鋰離子電�的充電電壓超�4.1V±50mV,將造成電池性的損壞。如果采�鎳鎘電池常用�-△V檢測�,控�鎳氫電池快速充�,可造成鎳氫電池因嚴重過充而損�。為了滿足鎳�、鎳氫電池快速充電的不同要求,分析研究了這兩種電池的特�,并成功�(shè)計了能夠兼顧鎳鎘、鎳氫電池快速充電的只能化充電器�

特點

 ?�?開關(guān)電源技�(shù)�(jié)合單片機控制,具有體積小、重量輕、效率高、功能全、全電壓可工作等�(yōu)��

 ?�?適用6V�12V�24V�36V�48V�72V-----400V等系列的各種�(guī)格蓄電池組充��

 ?�?大范圍輸出電流選�,從1A�100A均可按客戶要求制造�

 ?、軆?nèi)�20段曲線以擬合各種電池充電特性(出廠默認按馬斯充電曲線進行充電),能準確跟蹤檢測蓄電池的充電過�,使其始終處于的電化學反�(yīng)狀�(tài)者,控制蓄電池充電溫升和閥值電�,避免充電時蓄電池過充與欠充,減少析氣量�

 ?�?保護功能�,可靠性高,具有過�、過壓、過�、短�、電池極性反接等多種保護功能,有效防止因誤操作而損��

  � 采用自動溫度補償功能(專利號ZL200320122430.8�,保證在不同季節(jié)氣溫下的良好�(yīng)��

 ?�?可按客戶要求�(shè)計特定充電模式,如膠體免維護電池��

技�(shù)參數(shù)

  輸入電壓�110VAC 220VAC 380VAC

  電源頻率�47-63Hz

  適用電池�12V 24V 36V 48V 72V

  輸出電流�1.5�2�5�8�10�15�20�25�30�50�80�100A etc.

  效率�70-85%

  隔離電壓�1/P-0/P 1.5KVAC�1/P-FG 1.5KVAC 0/P-FG 1.5VAC

  絕緣電阻:INPUT-OUTPUT > 500M Ω

�(shè)�

  本文介紹一種基于單片機的通用智能充電器的�(shè)計。充電器可以實時采集電池的電�、電�,對充電過程進行智能控制,計算電池已充的電量和剩余的充電時�,還可以通過串口和上位機進行通訊,并給用戶顯示必要的信�,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��
  一、智能充電器的硬件設(shè)�
  智能充電器如圖所�。主要包括電源變換電�、采樣電路、處理器、脈寬調(diào)制控制器和電池組�,形成了一個閉�(huán)系統(tǒng)。對系統(tǒng)的工作原理分幾個部分進行簡述�

智能充電器設(shè)計圖

  1.處理�
  處理器采�51系列單片�89C51。單片機�(nèi)部有兩個定時器,采用11.0592MHz的晶振。單片機的任�(wù)是通過采樣電路實時采集電池的充電狀�(tài),通過計算決定下一階段的充電電�,然后�(fā)送命令給控制器控制電流的大小。單片機通過串口RS232和上位機相�,用于存儲�(shù)�(jù)和虛擬顯��
  2.采樣部分
  電壓和電流采樣采用模/�(shù)�(zhuǎn)換器AD574。AD574為�15V雙電源供�,12位輸�,誤差為�4bit,合計電壓0.01V。充電電流通過電流傳感器MAX471�(zhuǎn)換為電壓�。電流采樣的電壓值和電池組的端電壓值兩者經(jīng)過模擬開�(guān)CD4051,再經(jīng)過電壓跟隨器輸入到AD574,分別進行�(zhuǎn)�,其結(jié)果由單片機讀�,并進行存儲和處��
  3.控制�
  控制器采用脈寬調(diào)�(PWM)方式控制供電電流的大�。PWM�(fā)生器由另一�20MHz的單片機�(gòu)�,主控制器和它采用中斷的方式進行通訊,控制其增大或減小脈寬。PWM信號通過光電隔離�(qū)動主回路上的MOSFET。開�(guān)�、二極管、LC電路�(gòu)成開�(guān)�(wěn)壓電�。用PWM方式控制的開�(guān)電源可以減小功�,同時便于進行�(shù)字化控制,但母線的紋波系數(shù)相對較大�
  �、智能充電器的軟件設(shè)�
  1.�(shù)�(jù)測量
  在單片機的測量中,電池電壓值和電流測量值經(jīng)過多路選擇器進行選擇,然后通過A/D�(zhuǎn)換器�(zhuǎn)換為16進制�(shù),直接存入單片機。電池電容量C則需要間接計�,由于每個循�(huán)周期檢測電流一�,,故可以利用電流值的積分求出電容量C??紤]電池�(nèi)阻r的影�,可以得到計算電容量的計算公式�:
  Cn+1=Cn+I·t-I2·r·t
  充電時間和剩余充電時間由上位機進行計算,剩余充電間等于預(yù)�(shè)的充電時間與已充電時間的差�。其�,�(yù)�(shè)時間可根�(jù)電池的型號預(yù)先得��
  2.單片機控制程序設(shè)�
  對于不同的電池和不同的參�(shù),單片機需要設(shè)定不同的充電參數(shù),選擇不同的充電策�。另�,程序需要在電池過電�、過電壓等異常情況下強制終止充電。以鋰離子電池為�,一般采用恒�-恒壓充電方式,其充電過程包括小電流�(yù)充電、大電流充電、恒壓充電等幾部分。在控制恒定電流和恒定電壓的過程�,采用比例控制,即如果充電電流I大于�(shè)定電流Is,就按照比例減小脈�;反之按照比例增大脈寬。單片機還需要接收和處理上位機的命令,并根�(jù)上位機的要求將數(shù)�(jù)實時回送給上位機。兩者的通訊�(xié)議要在程序中�(yù)先設(shè)��
  3.上位機處理程序設(shè)�
  上位機程序由VisualC++編寫。其任務(wù)是每�1秒鐘向串口發(fā)送一個查詢命�,并讀取單片機回送的信息,提取充電電流、充電電�、工作狀�(tài)等參�(shù)。參�(shù)�(jīng)過數(shù)制轉(zhuǎn)換和計算后進行顯示。軟件有著良好的用戶界面,可以方便地觀測電池目前的工作狀�(tài)以及剩余充電時間等信�。上位機程序會同時把讀到的�(shù)�(jù)存儲到文件中,這些�(shù)�(jù)可以利用其它�(shù)學軟�(如Mat-lab)進行處理。另�,程序在初始化時要把充電電池的型號參數(shù)�(fā)送給智能充電�,參數(shù)一般包括充電電池的種類(鋰離子電�、鎳鎘電�)、充電電池的容量(單位為mAh)�。根�(jù)不同的電池型�,單片機可以設(shè)定不同的充電參數(shù),程序可以直接控制單片機的運行與停��

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