一种基于单片机的智能充电器设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2007年第2期仪表技术·27·一种基于单片机的智能充电器设计林邦怀，周文灵(1．广东省华侨职业技术学校，广东广州510520；2．广东省电子技术研究所，广东广州510000)摘要：介绍一种基于单片机的智能充电器的硬件和软件实现。该充电器可以实时采集和计算电池的参数，并进行智能控制，还可以通过串口和上位机进行通讯并进行实时显示，根据不同的电池调整充电策略。实验证明，该设计具有数字化、智能化、通用化和低功耗的特点。关键词：智能充电器；单片机；开关电源；锂离子电池中图分类号：TP930文献标识码：B文章编号：1006—239

2、4(2007)02—0027—03DesignofIntelligentBatteryChargerBasedonMCULINBang—huai，ZHOUWen—ling(1．GuangdongOverseasChinesePolytechnicSchool，Guangzhou510520，China；2．GuangdongProvinceElectronicTechnologyResearchInstitute，Guangzhou510000，China)Abstract：Thisarticleintroducedthehardwareandsoftwarereal

3、izationofintelligentbatterychargerbasedonMCU．Thisbatterychargercoulddoreal—timecharging，calculatethebatteryparameterandcarryontheintelligentcontro1．Italsocouldcommunicatewiththeupper—positionmachinethroughtheserialport，carryonthereal—timedisplayandadjustchargingstrategyaccordingtodiffer

4、entbatteries．Theexperimentprovedthatthisdesignhadcharacteristicsofdistal，intelligence，universalandlowpowerconsumption．Keywords：intelligentbatterycharger；MCU；switchingpowersupply；lithiumionbattery充电电流通过电流传感器MAX471转换为电压1智能充电器的硬件设计值。电流采样的电压值和电池组的端电压值经过模智能充电器如图1所示。主要包括电源变换电路、拟开关CD4051，再经过电压

5、跟随器LM258输入到采样电路、处理器、脉宽调制控制器和电池组等，形成了AD574，分别进行转换，其结果由单片机读取，并进—个闭环系统。下面对系统的工作原理进行简述。行存储和处理。主要的电路连接如图2所示。电池组．。l二：：：l上位机l1．1处理器处理器采用51系列单片机89C51。单片机内部有两个定时器、两个外部中断和一个串口中断、三个八路的I／0口，采用11．0592MHz的晶振。单片机的任务是通过采样电路实时采集电池的充电状态，通过计算决定下一阶段的充电电流，然后发送命令给控制器控制电流的大小。单片机通过串口RS232和上位机相连，用于存储数据和虚拟显示。1．2

6、采样部分电压和电流采样采用模／数转换器AD574。AD574为±15V双电源供电，12位输出，最大误差多路选择器电流传感器为±4bit，合计电压0．01V。图2采样电路维普资讯http://www.cqvip.com·28·一种基于单片机的智能充电器设计2007年第2期2．2单片机控制程序设计对于不同的电池和不同的参数，单片机需要设定不同的充电参数，选择不同的充电策略。另外，程序需要在电池过电流、过电压等异常情况下强制终止充电。以锂离子电池为例，一般采用恒流一恒压充电方式，其充电过程包括小电流预充电、大电流充电、恒压充电等几部分。其图3PWM控制电路充电控制程序流程图

7、如图4所示。在控制恒定电流和恒定电压的过程中，采用比1．3控制器控制器采用脉宽调制(PWM)方式控制供电电例控制，即如果充电电流，大于设定电流，，就按照比例减小脉宽；反之按照比例增大脉宽。单片机还流的大小。PWM发生器由另一个20MHz的单片机需要接收和处理上位机的命令，并根据上位机的要构成，主控制器和它采用中断的方式进行通讯，控制求将数据实时回送给上位机。两者的通讯协议要在其增大或减小脉宽。PWM信号通过光电隔离驱动程序中预先设定。主回路上的MOSFET。开关管、二极管、LC电路构2．3上位机处理程序设计成开关稳压电源。用PWM方式控制的开关电源可