智能充电器设计_毕业设计(编辑修改稿)

智能充电器设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

制芯片配合单片机控制的方法。 专用的充电芯片具备业界公认较好的 △ v 检测，可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确地结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化。 充电方式分析 蓄电池的常规充电方式有两种：浮充 (又称恒压充电 )和循环充电。 浮充时要严格掌握充电电压，如额定电压为 12V的蓄电池，其充电电压应在～ 之间。 浮充电压过低，蓄电池会充不满，过高则会造 成过量充电。 电压的调定，应以初期充电电流不超过 (C 为蓄电池的额定容量 )为原则。 循环充电，其初期充电电流也不宜超过 ，充电的安培小时数要略大于 7 放电安培小时数。 也可先以 的充电速率恒流充电数小时，当充电安培小时数达到放电安培小时数的 90％时，再改用浮充电压充电，直至充满。 以上为目前常用的铅酸蓄电池充电方式，但这两种方式存在着一些不足之处。 在充电过程中，电池电压逐渐增高，充电电流逐渐降低。 由于恒压充电不管电池电压的实际状态，充电电压总是恒定的，充电电流刚开始比较大，然后按指数规律下 降；采用快速充电可能使蓄电池过量充电，易导致电池损坏。 对于循环充电而言，采用较小电流充电，充电效果较好。 但对于大容量的蓄电池，充电时间就会拖得很长，时效低，造成诸多不便。 通过对上述两种充电方式的分析比较，综合其优点设计出具有快充和慢充的智能型铅酸蓄电池充电器。 该充电器采用单片机控制，充电过程分为快充、慢充及涓流充三个阶段，充电效果更佳。 图 、电压曲线。 图 充电器的充电电流、电压曲线 从图 可以看出：在快充阶段 (0～ t1)，充电器以恒定电流 1C 对蓄电池充电，由单片机控制快充时间，避免过量充电；在慢充阶段 (t1～ t2)，单片机输出 PWM 控制信号，控制斩波开关通断，以恒定电压对蓄电池进行充电，此时充电电流按指数规律下降，当电池电压上升到规定值时，结束慢充，进入涓流充阶段；在涓流充阶段 (t2～ t3)，单片机输出的 PWM 控制信号，使充电器以约 的充电电流对蓄电池充电，在这种状态下，可长时间对蓄电池充电，从而能最大限度地延长蓄电池寿命。 I(A)、 U(V) 1C o t(h) 快 t1 充 慢充 t2 涓流充 t3 8 芯片选用及介绍 芯片 选择 目前市场上存在大量的电池充电芯片，它们可直接用于进行充电器的设计。 在选择具体的电池充电芯片时，需要参考以下标准。 1)电池类型：不同的电池 (锂电池、镍氢电池、镍镉电池等 )需选择不同的充电芯片。 2)电池数目：可充电池的数目。 3)电流值：充电电流的大小决定了充电时间。 4)充电方式：是快充、慢充还是可控充电过程。 本设计 要求充电快速且具有优良的电池保护能力，据此选择 Maxim 公司的MAXl898 作为电池充电芯片。 MAX1898 芯片的特点 MAXl898 配合外部 PNP 或 PMOS 晶体管可以组成完整的单节锂电池充电器。 MAX1898提供精确的恒流 /恒压充电，电池电压调节精度为 177。 ％，提高了电池性能并延长了电池使用寿命。 充电电流可由用户设定，采用内部检流，无须外部检流电阻。 MAXl898 提供了充电状态的输出指示、输入电源是否与充电器连接的输出指示和充电电流指示。 MAXl898 还具有其他一些功能，包括输入关断控制、可选的充电周期重启 (无须重新上电 )、可选的充电终止安全定时器和过放电电池的低电流预充。 MAXl898 的关键特性如下 ： 1) 简单、安全的线性充电方式。 2) 使用低成本的 PNP 或 PMOS 调整元件。 3) 输入电压： ～ 12V。 4) 内置检流电阻。 5) 177。 ％电压精度。 6) 可编程充电电流。 7) 输入电源自动检测。 8) LED 充电状态指示。 9) 可编程安全定时器。 9 10) 检流监视输出。 11) 可选 /可调节自动重启。 12) 小尺寸 uMAX 封装。 MAX1898 芯片的充电工作原理 充电芯片 MAXl898 的内部电路包括输入电流调节器 、电压检测器、充电电流检测器、定时器、温度检测器和主控制器。 输入电流调节器用于限制电源的总输入电流，包括系统负载电流与充电电流。 当检测到输入电流大于设定的门限电流时，通过降低充电电流从而控制输入电流。 因为系统工作时电源电流的变化范围较大，如果充电器没有输入电流检测功能，则输入电源必须能够提供最大负载电流与最大充电电流之和，这将使电源的成本增高、体积增大，而利用输入限流功能则能够降低充电器对直流电源的要求，同时也简化了输入电源的设计。 MAXl898 外接限流型充电电源和 P 沟道场效应管，可以对单节锂电池进行 安全有效的快充，其最大特点是：在不使用电感的情况下，仍能做到很低的功率耗散，可以实现预充电，具有过压保护和温度保护功能，最长充电时问的限制可为锂电池提供二次保护。 MAX1898 的浮动方式能够使电池容量充至最大。 当充电电源和电池在正常的工作温度范围内时，插入电池将启动一次充电过程；充电结束的条件是平均的脉冲充电电流达到快充电流的 1％，或时间超出片上预置的充电时间。 MAXl898 能够自动检测充电电源，没有电源时自动关断以减少电池的漏电。 启动快充后打开外接的 P 型场效应管，当检测到电池电压达到设定的门限时 进入脉冲充电方式， P 型场效应管打开的时问会越来越短。 充电结束时，指示灯将会按 12%的周期闪烁， MAX1898 的典型充电电路如下图 路具体说明如下 ： 10 图 MAX1898的典型充电电路 1) 输入电压范围为 ～ 12v。 锂电池要求的充电方式是恒流恒压方式，电源的输入需要采用恒流恒压源，一般可采用直流电源外加变压器。 2) 通过外接的场效应管提供锂电池的充电接口。 3) 通过。