快速充電路開發

摘要：用PIC16C74單片機實現對電池組的快速充電，并對3個快速充電方案進行了比較。

關鍵詞：單片機 快速充電 電池組

隨著對便攜產品需求的增加，充電電池的應用也越來越廣，有許多家公司生產了快速充電控制芯片，如Maxim的Max712、713、846、2003;AD公司的ADP3810、3811；Liner公司LT1505等，但因我們的產品已經定型，無法增加新的控制芯片。我們研制的便攜儀器使用可充電電池組（8節NiMH電池串聯），采用0.1C充電16小時，充電時間長，使用不便。為方便使用需要增加快速充電功能。在幾乎不增加成本的情況下，我們利用原有PIC16C74芯片的AD功能，研制了快速充電器。

PIC16C74是低功耗、高性能、CMOS、8位微處理器，含8級堆棧，多個內部及外部中斷源，采用一種先進的RISC結構，與其他同類型8位微處理器相比，可達到2：1的代碼壓縮如4：1的速度提高。PIC16C74含33個I/O口，3個定時/計數器，串行通信口，同步串行口，8通道高速8位A/D，4KX14ROM，192個字節RAM，看門狗定時器，輸出口具有較強驅動能力。

快速充電器原理圖見圖1。

其中：VAD1正比于電池電壓

VAD2正比于充電電流

Change端控制充電電流

DC+，DC-接外接電源

BAT+，GND接電池

CPU通過采集電池電壓、充電電流信號，通過Charge端進行充電控制，電池組為8節1.2Ah NiMH電池串聯組成。

具體充電方案有3個：

1.限時充電

充電器為DC13V 500mA電源，連續充電3hr后，斷開充電電源。經測試，電池組放電容量約為1.15Ah(放電電流約為1A)，電池壽命大約可達200次。批量生產時要求器應有較好的一致性。

2.連續充電

在開始充電的2-5分鐘內，MOS管斷續導通，進行電池預充電，而后MOS管一直處于導通狀態（為安全起見可設一最長充電時間）。當電池電壓大于12V時，MOS管斷續導通，充電到12.8V后結束充電（設一最長充電時間）。經測試，電池組放電容量約為1.2Ah(放電電流約為1A)，電池壽命大約可達300次。批量生產時要求充電器有一定的一致性。

3.斷續充電

在開始充電的2-5分鐘內，MOS管斷續導通，進行電池預充電，而后開始快速充電。快速充電過程中，通過控制MOS管的通斷，使充電電流小于1.2A，當電池電壓上升過快時也應減小充電電流，一旦電池電壓不上升后，快速充電即告結束，再經涓流充電一段時間后結束充電。若在1小時內電池電壓仍小于8V，則停止充電并報警，此時應檢查外接充電電源、充電電路和電池組是否損壞。整個充電過程可根據需要控制在1.5小時至3小時。測試結果見表1。

表1 斷續充電測試結果

3個充電方案的比較見表2。

表2 充電方案比較

結語

在具體設計時應根據不同的側重點選擇充電方案。