數字化智能充電器的設計

摘　要：設計了基于單片機的智能充電器,介紹了其硬件和軟件實現。該充電器可以實時采集和計算電池的參數,并進行智能控制,還可以通過串口和上位機進行通訊并進行實時

關鍵詞：智能充電器 單片機 開關電源 鋰離子電池

現代通訊設備、便攜式電子產品、筆記本電腦、電動汽車、小衛星等普遍使用蓄電池作為電源,應用非常廣泛。然而大多數設備中的蓄電池,只能使用專用的充電器,而且普通的充電器大多充電時間長,無法判斷其充電參數和剩余的充電時間。
 
本文介紹一種基于單片機的通用智能充電器的設計。充電器可以實時采集電池的電壓、電流,對充電過程進行智能控制,計算電池已充的電量和剩余的充電時間;還可以通過串口和上位機進行通訊并給用戶顯示必要的信息,有虛擬儀表的作用;另外,它也可以改變參數,適應各種不同電池的充電。這里列舉幾種不同的電池充電試驗,來說明智能充電器的實用價值。

1 智能充電器的硬件設計

智能充電器如圖1所示。主要包括電源變換電路、采樣電路、處理器、脈寬調制控制器和電池組等,形成了一個閉環系統[4]。下面對系統的工作原理分幾個部分進行簡述。

圖1智能充電器電路模塊圖

1．1 處理器

處理器采用51系列單片機89C51。單片機內部有兩個定時器、兩個外部中斷和一個串口中斷、三個八路的I/O口,采用11.0592MHz的晶振。單片機的任務是通過采樣電路實時采集電池的充電狀態,通過計算決定下一階段的充電電流,然后發送命令給控制器控制電流的大小。單片機通過串口RS232和上位機相連,用于存儲數據和虛擬顯示。

1．2 采樣部分

電壓和電流采樣采用模/數轉換器AD574。AD574為