目前,由于常�(guī)充電技�(shù)不能適應(yīng)各類新型電池的要求,因此�(yán)重影響電池的使用壽命。實(shí)踐證�,免維護(hù)電池的浮充電壓偏�5%,浮充壽命減少一半�鋰離子電�的充電電壓超�4.1V±50mV,將造成電池性的損壞。如果采�鎳鎘電池常用�-△V檢測�,控�鎳氫電池快速充�,可造成鎳氫電池因嚴(yán)重過充而損�。為了滿足鎳�、鎳氫電池快速充電的不同要求,分析研究了這兩種電池的特性,并成功設(shè)�(jì)了能夠兼顧鎳�、鎳氫電池快速充電的只能化充電器�
?�?開關(guān)電源技�(shù)�(jié)合單片機(jī)控制,具有體積小、重量輕、效率高、功能全、全電壓可工作等�(yōu)�(diǎn)�
?�?適用6V�12V�24V�36V�48V�72V-----400V等系列的各種�(guī)格蓄電池組充電�
?�?大范圍輸出電流選擇,�1A�100A均可按客戶要求制��
④內(nèi)�20段曲線以擬合各種電池充電特性(出廠默認(rèn)按馬斯充電曲線�(jìn)行充電),能�(zhǔn)確跟蹤檢測蓄電池的充電過程,使其始終處于的電化學(xué)反應(yīng)狀�(tài)�,控制蓄電池充電溫升和閥值電壓,避免充電�(shí)蓄電池過充與欠充,減少析氣量�
?�?保護(hù)功能�(qiáng),可靠性高,具有過�、過壓、過�、短�、電池極性反接等多種保護(hù)功能,有效防止因誤操作而損壞�
?�?采用自動(dòng)溫度�(bǔ)償功能(專利�(hào)ZL200320122430.8�,保證在不同季節(jié)氣溫下的良好�(yīng)用�
?�?可按客戶要求�(shè)�(jì)特定充電模式,如膠體免維�(hù)電池等�
輸入電壓�110VAC 220VAC 380VAC
電源頻率�47-63Hz
適用電池�12V 24V 36V 48V 72V
輸出電流�1.5�2�5�8�10�15�20�25�30�50�80�100A etc.
效率�70-85%
隔離電壓�1/P-0/P 1.5KVAC�1/P-FG 1.5KVAC 0/P-FG 1.5VAC
絕緣電阻:INPUT-OUTPUT > 500M Ω
本文介紹一種基于單片機(jī)的通用智能充電器的�(shè)�(jì)。充電器可以�(shí)�(shí)采集電池的電�、電�,對充電過程�(jìn)行智能控�,�(jì)算電池已充的電量和剩余的充電�(shí)�,還可以通過串口和上位機(jī)�(jìn)行通訊,并給用戶顯示必要的信�,有虛擬儀表的作用;另外它也可以改變參數(shù),適應(yīng)各種不同電池的充��
一、智能充電器的硬件設(shè)�(jì)
智能充電器如圖所示。主要包括電源變換電�、采樣電�、處理器、脈寬調(diào)制控制器和電池組�,形成了一�(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。對系統(tǒng)的工作原理分幾�(gè)部分�(jìn)行簡��
1.處理�
處理器采�51系列單片�(jī)89C51。單片機(jī)�(nèi)部有兩�(gè)定時(shí)�,采用11.0592MHz的晶振。單片機(jī)的任�(wù)是通過采樣電路�(shí)�(shí)采集電池的充電狀�(tài),通過�(jì)算決定下一階段的充電電�,然后�(fā)送命令給控制器控制電流的大小。單片機(jī)通過串口RS232和上位機(jī)相�,用于存儲(chǔ)�(shù)�(jù)和虛擬顯��
2.采樣部分
電壓和電流采樣采用模/�(shù)�(zhuǎn)換器AD574。AD574為�15V雙電源供�,12位輸�,誤差為�4bit,合計(jì)電壓0.01V。充電電流通過電流傳感器MAX471�(zhuǎn)換為電壓�。電流采樣的電壓值和電池組的端電壓值兩者經(jīng)過模擬開�(guān)CD4051,再經(jīng)過電壓跟隨器輸入到AD574,分別�(jìn)行轉(zhuǎn)�,其結(jié)果由單片�(jī)讀�,并�(jìn)行存�(chǔ)和處理�
3.控制�
控制器采用脈寬調(diào)�(PWM)方式控制供電電流的大小。PWM�(fā)生器由另一�(gè)20MHz的單片機(jī)�(gòu)�,主控制器和它采用中斷的方式�(jìn)行通訊,控制其增大或減小脈寬。PWM信號(hào)通過光電隔離�(qū)�(dòng)主回路上的MOSFET。開�(guān)�、二極管、LC電路�(gòu)成開�(guān)�(wěn)壓電�。用PWM方式控制的開�(guān)電源可以減小功�,同時(shí)便于�(jìn)行數(shù)字化控制,但母線的紋波系數(shù)相對較大�
二、智能充電器的軟件設(shè)�(jì)
1.�(shù)�(jù)測量
在單片機(jī)的測量中,電池電壓值和電流測量值經(jīng)過多路選擇器�(jìn)行選�,然后通過A/D�(zhuǎn)換器�(zhuǎn)換為16�(jìn)制數(shù),直接存入單片�(jī)。電池電容量C則需要間接計(jì)�,由于每�(gè)循環(huán)周期檢測電流一�,,故可以利用電流值的積分求出電容量C。考慮電池�(nèi)阻r的影�,可以得到�(jì)算電容量的計(jì)算公式為:
Cn+1=Cn+I·t-I2·r·t
充電�(shí)間和剩余充電�(shí)間由上位�(jī)�(jìn)行計(jì)�,剩余充電間等于預(yù)�(shè)的充電時(shí)間與已充電時(shí)間的差�。其�,�(yù)�(shè)�(shí)間可根據(jù)電池的型�(hào)�(yù)先得到�
2.單片�(jī)控制程序�(shè)�(jì)
對于不同的電池和不同的參�(shù),單片�(jī)需要設(shè)定不同的充電參數(shù),選擇不同的充電策�。另�,程序需要在電池過電流、過電壓等異常情況下�(qiáng)制終止充�。以鋰離子電池為�,一般采用恒�-恒壓充電方式,其充電過程包括小電流�(yù)充電、大電流充電、恒壓充電等幾部�。在控制恒定電流和恒定電壓的過程�,采用比例控制,即如果充電電流I大于�(shè)定電流Is,就按照比例減小脈�;反之按照比例增大脈寬。單片機(jī)還需要接收和處理上位�(jī)的命�,并根�(jù)上位�(jī)的要求將�(shù)�(jù)�(shí)�(shí)回送給上位�(jī)。兩者的通訊�(xié)議要在程序中�(yù)先設(shè)��
3.上位�(jī)處理程序�(shè)�(jì)
上位�(jī)程序由VisualC++編寫。其任務(wù)是每�1秒鐘向串口發(fā)送一�(gè)查詢命令,并讀取單片機(jī)回送的信息,提取充電電流、充電電�、工作狀�(tài)等參�(shù)。參�(shù)�(jīng)過數(shù)制轉(zhuǎn)換和�(jì)算后�(jìn)行顯�。軟件有著良好的用戶界面,可以方便地觀測電池目前的工作狀�(tài)以及剩余充電�(shí)間等信息。上位機(jī)程序�(huì)同時(shí)把讀到的�(shù)�(jù)存儲(chǔ)到文件中,這些�(shù)�(jù)可以利用其它�(shù)�(xué)軟件(如Mat-lab)�(jìn)行處�。另�,程序在初始化�(shí)要把充電電池的型�(hào)參數(shù)�(fā)送給智能充電�,參數(shù)一般包括充電電池的種類(鋰離子電�、鎳鎘電�)、充電電池的容量(單位為mAh)�。根�(jù)不同的電池型�(hào),單片�(jī)可以�(shè)定不同的充電參數(shù),程序可以直接控制單片�(jī)的運(yùn)行與停止�