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: 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! ?3 F$ I4 ~* g* B- s& o% B( w# w
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! L! x2 V* M3 S6 V% F
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2 {+ u9 K" F" a8 D
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。7 J5 P% p4 [+ _5 O9 J
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5 g* c) n+ b% E3 ~: }
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/ S. c& m' d0 b0 ~4 q" p* }2 r$ k
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5 X! V" _1 L$ Y
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, z1 Y6 |" k7 V C9 P6 [$ s1 @
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5 b D8 D" r* G& o
器的充电策略比较单一,只能进行简单的恒压或者; }6 k7 r$ I- m9 F* N) z: G7 X
恒流充电,以致充电时间很长,充电效率降低。另. h4 f$ O9 w# l
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. }0 I( M+ L$ v' ?3 w; B7 C9 M+ _* F+ {
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 N# b- h6 d( @; A- K
池的充电策略,还能自定义充电策略,使充电过程达( Q" I4 C, o! q- N6 p v3 H1 c
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$ j3 z, t$ s' o2 Y. |7 O
2智能充电器的硬件平台' F3 Y$ i+ `2 ?2 V! d8 }
该充电器基于PIC24HJ128GP506单片机充电." ?# g8 G+ v& a
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2 Y4 @* ~8 L5 g. v
PIC24HJ128CP506单片机的最高运算速度能达# G; y2 Y: k$ {, C, N
到40MIPS,完全能满足系统的需要并留有足够的扩: c/ e' V2 `7 d1 y2 V
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。2 h6 w$ E4 d8 f9 D# a* F
模拟量输入的信号主要是1路电流信号、7路2 O' H6 s" L; ^; U: ]1 p
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8 d( @6 L7 Y* G8 X. z
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' [& A/ i1 w$ ?
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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) u# V1 X7 u2 v3 V3 h9 Q6 H+ Q* U; K7 J2 Q/ U
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