基于PIC单片机的智能充电器设计

ByGrith4

: E+ h9 @& a1 e3 _# U9 D摘要:针对现有充电器存在的问题和不足,如充电适用范围小,充电时间长，效率低和充电方式单一等,设计了一种
基于单片机的智能充电器。利用单片机灵活方便的优势,使它能对多种电池快速充电，还能通过键盘和LCD设定充
电方式和截止值,具有良好的人机交互界面。同时基于单片机集成的CAN总线,它还能与上位PC机通讯，接受远
程充电控制指令,发送实时充电数据供进一步分析之用。 样机试验表明,设计的智能充电器可圆满完成这些任务。
关键词:充电;蓄电池;通讯/嵌入式系统;智能充电器
* @4 @3 g; l4 }/ {1引言
随着石油资源的逐渐枯竭，环境压力的日益增
1 f( @! Z, x. Q" S2 |# R大,用电能取代传统的化石燃料,使之成为车用主要
动力来源的呼声与日俱增。在以往的研究中，电池技
" i* U5 F% F) h1 }( G术是制约电动汽车发展的关键环节。其中,蓄电池的
2 p3 V8 ]- z( }1 c7 {- d$ ~# g使用寿命、容量与价格是电能能否广泛取代传统燃
4 R$ d% _! |4 [料的主要问题。而电池充电过程的正确与否,将直接
影响蓄电池的性能和寿命。
5 \1 v! v/ _0 o. X. |) u# ]" c传统充电器只能针对某一类型具有特定额定
电压的蓄电池充电,不能跨平台使用,故每种电池
3 T5 t- A* V; {7 Z$ F2 m4 z3 w! }均需配备单独的充电器,很不经济。而且,传统充电
器的充电策略比较单一,只能进行简单的恒压或者
恒流充电,以致充电时间很长,充电效率降低。另
外,充电即将结束时,电池发热量很大,从而造成电
$ p1 _+ u# m* S7 D1 @% t池极化,影响电池寿命。
- z2 w3 v. A- D3 _针对上述问题,设计了一种智能充电器,在其电
压输出范围内,任何类型的电池都能使用。该智能充
$ O- r* J+ n, D, n9 k电器的充电策略灵活,不仅内置了铅酸、镍氢、锂电
池的充电策略,还能自定义充电策略,使充电过程达
到最优化。同时,它还能通过数据传输来保存历史数
! G6 i* {- T' U" t/ d1 c据,以便用户做进-步研究与分析。
. V2 a' b6 ~4 b6 V$ j
2智能充电器的硬件平台
该充电器基于PIC24HJ128GP506单片机充电.
系统,系统结构框图如图1所示利。
( X" ~8 [1 I( g- `( t8 {6 c图1系统结 构框图
PIC24HJ128CP506单片机的最高运算速度能达
到40MIPS,完全能满足系统的需要并留有足够的扩
展空间。该单片机的开发相对简单,编译环境可自动
$ k: K' k$ \" _4 c分配内存的空间，免去开发者对内部存储器的操作，
5 o& e# |, x7 y7 B; a3 z. J9 q而且能自动优化代码。
模拟量输入的信号主要是1路电流信号、7路
电压信号、6路温度信号。电流信号由霍尔传感器采
8 m8 x3 o2 R7 I1 d8 q集,其输出电压值,即串联放大器后的控制输出信号
$ n9 O: N8 S! C3 E3 {值为0~3.3V,接入单片机的10位AD转换口;电
! X  c, h% M8 b5 B- F压信号接入1路AD转换引脚,使用3路引脚选择
输入的7路电压信号,使每次只有1路信号能输入
& K8 K. H: X+ Z1 `到单片机的A/D转换引脚;使用热敏电阻测量电池
5 z: y/ c/ h3 s& E温度，测量热敏电阻上的电压值，输入到单片机的
AD转换引脚,得到原始数据23。
9 i$ ~* j" ~4 Y  o& E& \3 }4 Z* {+ b在充电器中，矩阵键盘通过编码芯片mm74c923
, ^" L; o* \! n# E; x8 b
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传统充电器只能针对某一类型具有特定额定电压的蓄电池充电,不能跨平台使用

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