基于UCC3895與PIC單片機的智能充電器的設計

(2)后級控制電路
參數設定與顯示部分
如圖6，PIC的RD0～RD5設為輸入，外接6個按鍵，分別為4個方向鍵、確定鍵、取消鍵，用于接收用戶的參數設定值，如電池標定電壓、充電電流、充電時間，單片機將這些設定值存儲于EEPROM中。RC0～RC7設為輸出，外接顯示屏的數據端，用于顯示當前的工作狀態和用戶設定確認。

采樣部分
由于PIC的RA0～RA2可同時作A／D通道，用來接收采樣的電池電壓、充電電流、電池溫度，將其轉換為十位二進制數存儲。其中充電電流通過一個外接檢測電阻，轉換為電壓值線性計算得到，電池溫度通過溫度傳感器TC1047得到。
控制輸出與報警部分
TLV5618與單片機相連，串行接收RB0送來的代表用戶設定值的數字信號，完成DA轉換，將得到的模擬量通過OUTA(控制電壓VKV)和OUTB(控制電流VKI)輸出，為UCC3895提供基準電壓和基準電流。RB3、RB4設為輸出，用于控制主電路通斷(SWITCH)和驅動報警設備(BUZZ)。RB5設為輸入，接收報警信號(ALART)。

3 軟件設計
根據鉛酸蓄電池的充電特性，為提高充電效率，延長電池壽命，實現快速充電，本文采用三階段智能識別充電法。如表l所示，以12V鉛酸蓄電池為例，在不同溫度下各充電階段選擇不同的轉換電壓，轉換電流和浮充電壓。
1)主程序
充電主程序主要完成各功能部分的初始化、循環采樣、顯示輸出實時狀態、判斷充電階段、充電計時、故障報警等工作，其流程圖如圖7所示。

2)恒流充電階段

圖8為恒流充電階段的流程圖。單片機按照設定充電電流值控制UCC3895使主電路輸出恒定電流，根據當前溫度以查表的方式取得恒流到恒壓階段的轉換電壓，采樣電池電壓，當電池電壓超過轉換電壓時，該階段結束，進入恒壓充電階段；若未超過，繼續采樣。過程中同時判斷是否有過流(此時ALART=1)或到達設定充電時間，以確定是否停止充電。

3)恒壓充電階段
圖9為恒壓充電階段的流程圖。單片機按照當前電池電壓值控制UCC3895使主電路輸出恒定電壓，采樣電流，若電流小于浮充階段轉換值，該階段結束，進入浮充階段；若不小于，繼續采樣。過程中同時判斷是否有過壓(此時ALART=1)或到達設定充電時間，以確定是否停止充電。

4)浮充階段
該階段蓄電池已充滿，為了補充蓄電池自放電的能量損失，單片機按照表l浮充電壓值控制UCC3895使主電路輸出恒定電壓，給蓄電池一微小的充電電流，同時判斷蓄電池的充電電壓和電流，以便在恒壓充電和恒流充電階段間轉換，判斷充電時間，若充電時間到，斷開主電路(SWITCH=0，停止充電。流程圖與恒壓階段類似。

4 結束語
以UCC3895和PIC單片機為控制器設計的智能充電器，可對常用的12V～48V鉛酸蓄電池進行充電，能夠保證電池的充足率，并且保證不會過充。整個充電器體積小，結構簡單，成本低，具有良好的充電管理和維護功能，而且有利于延長電池的使用壽命，具有非常高的實用價值和推廣價值。