基于PIC单片机的智能充电器的设计与实现

最新更新时间:2012-05-23来源: 电源在线网关键字:铅酸蓄电池  充电器  数字控制  三阶段充电 手机看文章 扫描二维码
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引言

    铅酸蓄电池是目前大容量电池的主要品种,其制造成本低、容量大、价格低廉,使用范围非常广泛。铅酸蓄电池的基本充电方式有两种:恒压充电和恒流充电。如果单独采用一种方法,比如恒流法,则在充电后期由于充电电流不变,容易使容量下降而提前报废。单独采用恒压法,充电初期电流过大,可能致使电极活性物质脱落,后期电流又过小,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命[1]。因此,充电器大部分都是综合采用两种方法的多阶段充电方式。近年来,先恒流、再恒压、最后恒压浮充的三阶段充电方式被逐渐接受。

    目前,三阶段充电方式主要采用模拟控制的方案。虽然具有实时性好、带宽高的优点,但其硬件电路复杂,控制不灵活。为此,本文设计了一种数字控制的充电器,采用单片机作为控制回路的核心,通过电压、电流实时采样,从而控制输出电压和输出电流,实现了三阶段充电策略,可智能灵活的控制蓄电池的充电,提高蓄电池的利用效率,并有助于提高蓄电池的使用寿命和性能。

充电器电源结构

    系统的总体设计框图如图1所示。主要由3部分组成:第一部分为开关电源部分,采用反激DC/DC变换器;第二部分为电压、电流采样电路;第三部分为单片机核心的PWM输出,再经驱动电路驱动反激电路。


图1  充电器电路总体设计框图

    系统由电压采样电路、电流采样电路实时分别采样电压、电流,将采样的电压、电流各自送单片机的RA0、RA1,经过单片机内部的A/D转换模块转化为数值,然后根据编写的软件进行对应操作,由PWM模块得到相应的占空比,再由RC2将占空比送到驱动电路,用于驱动反激电路的开关管,从而在输出端得到相应的电压或电流对铅酸蓄电池进行充电。


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