用電池監測芯片實現多功能智能充電器

從原理結構框圖可以看到，該充電器主要由充電主回路、同步脈沖產生電路、可控硅觸發驅動電路、DS2438 測量電路、單片機系統及液晶顯示等組成。其中DS2438 測量電路、單片機系統及液晶顯示同時被用于電池放電時電池的管理系統，對蓄電池的電壓、電流、電量以及溫度進行實時測量顯示，放電結束后，電池的剩余電量將保存于DS2438 ICA 寄存器中。在充電系統中，DS2438 對蓄電池充電過程中的上述各個參數值進行實時監測，并通過單總線上傳給單片機，單片機對檢測到的各參數值進行實時的分析判斷，控制輸出可控硅的觸發脈沖，控制可控硅的導通角，從而控制充電電壓和充電電流，以確保充電器按照所選用的充電模式，既不過充也不欠充，并具有過熱保護，安全可靠地進行充電。

為實現可控硅的同步觸發控制，需要獲得電網電壓同步脈沖信號。系統因而設計有同步脈沖產生電路。

該電路在電網電壓每個周波由正變負過零點附近，使得8031 的外部中斷INT0 獲得一個負跳變的有效中斷請求信號。所以，每一周波INT0 都中斷一次。在INT0的中斷服務程序中，設置T1 定時Xms,0

在T1 定時中斷服務程序中，首先控制P1.7 產生負脈沖，然后，為了獲得100Hz 的觸發脈沖，再設置T1定時10ms,在進入第二次定時中斷服務程序中，再設置P1.7 產生負脈沖。這樣，在P1.7 輸出的為100Hz的脈沖信號，經過光電隔離及三極管放大電路，觸發可控硅導通。從而在電池兩端可獲得脈動可調的充電電壓。各點的波形如圖2 所示。

圖2 充電器各點波形圖

5 多功能智能充電器的特點

多功能智能充電器是由微處理器控制、智能型的充電設備，以微處理機作為核心控制部件，將DS2438作為充電系統的檢測核心，實現了對充、放電過程中各種參數數字化采樣、數字化處理、全數字顯示。

在充電開始階段，充電器在微處理器的控制下對被充蓄電池進行一系列的測試，以找出被充蓄電池的基本參數，確認被充蓄電池的剩余電量、電壓等級及所需充電方式。

充電過程中，在核心控制部件微處理機的控制下，-9VINT0T1定時P1.7VA20VVB20V12Vtttttt圖2 充電器各點波形圖充電器對被充蓄電池進行不間斷的跟蹤測試。微處理器對測試結果進行不間斷的計算并根據計算結果調整下一充電電流的強度。

在充電結束階段，充電器通過被充蓄電池的電量、電壓、電流變化等幾個因素來判別被充蓄電池的充電飽和程度，并根據設定的參數決定是否結束充電。整個充電過程中，所有判別工作都由微處理器自動完成。

多功能智能充電器能及時對充電的重要參數進行數字化顯示。在整個充電過程中，充電器對充電電流、充電電壓、充電時間、已充安時數、電池溫度等信息進行顯示。

由于采用微處理機控制，多功能智能充電器還具備了較強的保護和報警功能。

多功能智能充電器采用較為傳統可靠的可控硅調壓控流加變壓器作為功率部件。這種結構保證了較為可靠的電氣性能又確保了高電壓的安全隔離。

本文設計出了一種高性能的基于專用電池監測芯片的多功能智能充電器。該充電器采用先進高度集成化的智能模塊，對蓄電池充電過程進行全方位的監測與控制，保證不同程度的蓄電池能按應有的充電方式進行充電，以防止蓄電池因充電不當而降低使用壽命，大大改善了充電器的性能。