数字式智能充电器设计毕业论文

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1、数字式智能充电器设计毕业论文目　录前　言1第1章绪论21.1充电器的开发背景21.2数字式智能充电器的开发要求3第2章方案的选择42.1方案选择的原理42.2方案选择的特点4第3章电池的充电特性和控制算法63.1电池的充电特性63.1.1锂离子电池63.1.2镍镉、镍氢电池63.1.3密封铅酸蓄电池73.2电池的充电控制算法8第4章硬件设计94.1系统控制电路的组成部分94.1.1MCU模块94.1.2电源模块104.1.3充放电模块124.1.4信号采集模块124.1.5按键和显示模块14第5章软件设计155.1用C语言开发单片机的优势155.2系统程序流程图1

2、55.3液晶显示17结　论181谢辞19参考文献20附　录21外文资料翻译531前　言伴随着电子技术的发展，充电电池被用作为移动电子设备提供能量的装置，其在许多方面的应用也越来越广泛。目前使用的充电电池有很多类型，比如镍镉电池、镍氢电池、锂电池和小容量的密封铅酸蓄电池。不同类型的电池具有不一样的充电特性。现在市场上针对不同类型和电压，甚至不同容量等级的电池，需要有不同类型的充电器，这在平时的使用中有诸多不便。因此，我设计了一种通用数字式智能型的充电器。使用单片机技术的数字式智能充电器在我们国家的研究发展还比较晚，因为其体积小、动态响应速迅速、输出纹波小、效率高等特

3、点，近年来受到国内外的广泛关注与研究，特别是在通信、电力等领域中，目前已经得到了普遍的研究和使用。在国外市场大部分智能充电器都采用的充电方式更科学、合理，因此大大提高了充电电池的使用寿命，很大程度上降低了使用和维护成本，简化了充电过程，减少了操作人员的工作强度，市场前景非常广阔。近年来，国内外技术人员正致力于智能充电器的研究，智能化程度高的充电器解决了动态跟踪电池能够接受充电电流曲线的关键技术，使充电电流始终与可以接受的充电电流保持良好的匹配关系，使充电过程保持在最佳状态下进行，比常规充电模式可节约30%-50%左右的电能，大大提高了充电的质量和效率，，为充电技术

4、和充电设备的数字式智能化的发展闯出了一条新道路。1第1章绪论随着越来越多的便携式电器的出现，对电池的性能、尺寸、重量等的要求也越来越高。充电电池技术的不断进步同时也要求更复杂的充电算法来实现快速、安全的充电；所以需要对充电过程的监控要求更精确，以便缩短充电时间、且能达到最大的电池容量，同时还要防止电池被损坏。AVR在对充电技术的控制芯片领域中有了很丰富的经验，为下一代充电器的研发提供了多方面的技术支持。AtmelAVR微处理器在当前市场上可以以单片方式提供Flash、EEPROM和10位ADC高效的8位RISC微处理器。因为程序存储器为Flash，所以可以不用像M

5、ASKROM一样，有多少个软件版本就库存多少种型号。Flash可以在发货之前进行编程，也可以在PCB贴装之后通过ISP编程，从而允许在最后的时间里进行软件更新。EEPROM可以用来保存标定系数和不同类型电池的特性参数，10位A/D转换器可以提供足够的数据测量精度，使得充好后的电池容量更接近最大容量。然而其他方案想达到此目的，可能还需要外部的ADC，不但占用PCB空间，也提高了产品成本。1.1充电器的开发背景5目前为了更高效、快速、无损害地对电池进行有效的充电，一直是电池界里最关心的问题。虽然电池的问世到现在有100多年的历史，但是以为技术条件的限制，其充电模式一直

6、主要采用恒压、恒压限流、恒流等，这些充电方法不能遵从电池内部结构的物理化学规律，许多存在着很严重的过充和析气等现象。现在的各种充电方法中，因为种种原因，充电电流不能根据电池的状态变化；动态地跟踪理想的的充电电流曲线，因此充电质量和效果还不理想。因为充电效率低，在充电过程时将会产生大量的气体析出，析气可以使电池正极板腐蚀，导致电池损坏，严重地缩短电池的使用寿命。作为电池使用者来说，电池的管理维护非常重要，但高效、无伤害的充电器装置更是对改善电池的使用效率、延长电池的使用寿命起着很关键的作用。所以，既能使能量利用效率提高和加快充电速度，又不影响电池的使用寿命的新型高效

7、、快速、无损害的充电技术成为快速发展的现代电力电子技术一直关注的研究方向。随着信息电子技术的发展，电池逐渐的应用到各大领域，例如说汽车、轮船、通信和各种电子产品等。所以，研制出一种能快速充电且可以延长电池寿命的充电器也就成为了现在很重要的任务。如何改善充电器的充电质量需要从两个方面来考虑，第一是充电技术，第二是硬件电路的设计。伴随着快速高频电力电子器件的产生和功能强大的集成芯片的不断出现，数字式智能充电器的功能将会在将来越来越完善和安全。1.2数字式智能充电器开发的基本要求从20世纪60年代用于商业的镍镉和密封铅酸蓄电池一直到最近几年的镍氢和锂离子电池，可充电电池

8、的容量和性