利用PIC單片機的蓄電池充電智能管理器設計實例

1.6 開關電源電路

為了提高電能利用率，保證電路工作的穩定性、可靠性，最大限度的減少由電源波動帶來的誤操作，本設計中采用以TOP221單片開關電源為核心的開關電源電路。

如圖5所示，交流電AC由兩個AC接點Net1，Net2輸入，經C2和T4組成的EMI濾波器抑制電磁噪聲，進入整流電路D4。整流后的脈動直流電經C1濾波，提供給TOP221開關調制電路。

高頻變壓器T1的次極繞組有兩個，一個是主繞組，它提供電源的主能量，高頻電壓經肖特基二極管D6整流后由濾波電容C9，C10濾波，再經電感L1組成低通濾波器向負載輸出。L1主要是抑制高頻噪聲向負載輸出，以防止負載受其干擾。輸出端的電解電容C13是為了降低輸出的交流紋波系數而加的，它主要是降低輸出直流電壓的交流紋波。另一個次級繞組組成反饋電壓繞組，由二極管D7整流后加在光敏管U3兩端，輸出的反饋電壓加在光耦內的二極管正極上，電阻R13和高精度可調穩壓管U4組成基準電壓源，為光耦提供基準電壓，這樣光耦中的二極管的發光強度是由輸出電壓控制的，經光耦耦合到T1的控制端，從而實現脈寬的可控，達到穩壓目的，為后續電路提供穩定低電壓工作電源。該電源的輸入電壓范圍可達85～265 V AC，輸出電壓為5 V，可提供0.8 A的電流輸出。負載調整率為±1%，電源效率約為70%，輸出紋波電壓小于50 mV。

2 軟件設計

2.1 滿充狀態參數采樣和存儲

首次使用該充電管理器應預先將蓄電池充滿電，然后將蓄電池通過充電器接入充電管理器，按下學習采樣按鈕S2，將充滿電狀態的蓄電池充電電流的轉換電平存儲到單片機的E2PROM，作為判斷蓄電池是否充滿的依據。如圖6所示。

2.2 正常使用時的運行程序

在正常使用時，經插孔連接各種蓄電池充電器，單片機不斷的進行采樣，當采樣到蓄電池充電電流高于單片機的E2PROM存儲值時，單片機PIC12F675的GP2輸出低電平經電阻R9到三極管Q1的基極，三極管Q1截止，集電極上繼電器K1的線圈不得電，其常閉觸點保持閉合，保持管理器電源繼續充電。反之，當采樣到蓄電池充電電流的直流電平等于或低于滿充狀態時的直流電平時，單片機PIC12F675的GP2輸出高電平，三極管Q1導通，繼電器線圈得電，其常開觸點閉合，自動斷開蓄電池充電電源。軟件框圖如圖7所示。

3 結語

以PIC12F675為控制器的蓄電池充電管理器利用電池的充電電流作為輸入，通過使用自學習功能將蓄電池滿充狀態充電電流的轉換電平存儲到單片機的E2PROM中，作為判斷蓄電池是否過充的依據。在蓄電池充滿電后浮充一段時間，智能的切斷蓄電池充電電源，能夠保證電池的充足率并且保證不會過充。整個充電管理器體積小，結構簡單，成本低，并且具有良好的抗浪涌和防沖擊功能。通過某電子企業對該產品的生產和推廣，證明該充電管理器工作安全、穩定，對蓄電池充電不僅能夠保證較高的充足率，而且可以延長電池的使用壽命，具有非常高的實用價值和推廣價值。