基于PIC单片机的智能充电器设计

ByGrith4

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
- V* i. w8 H. I" M$ |$ I9 y( s$ f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
1引言
: K# m1 }. H( z8 M随着石油资源的逐渐枯竭，环境压力的日益增
$ L3 R/ B1 \# k; X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
" o  c$ m4 c* |2 p$ @术是制约电动汽车发展的关键环节。其中,蓄电池的
9 J& C/ K: w! s: ~3 Z( U使用寿命、容量与价格是电能能否广泛取代传统燃
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。
传统充电器只能针对某一类型具有特定额定
+ i* O& n/ U& L% H电压的蓄电池充电,不能跨平台使用,故每种电池
/ O# w' X) G- c8 W4 [& j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
6 ], G7 E) p. V' p! X: v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
, K, N' l6 ?- h6 g4 e; U池极化,影响电池寿命。
/ [# H( I: I" U9 Y/ {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
# v; F3 B5 G& @. R% f! x2 ~2 e. l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
( _' N% U+ T2 d到最优化。同时,它还能通过数据传输来保存历史数
据,以便用户做进-步研究与分析。
4 `$ d, n1 M3 l6 F% `  G2 m. [
2智能充电器的硬件平台
; N; x) s8 [6 B2 v+ f该充电器基于PIC24HJ128GP506单片机充电.
" w: D- a0 Z" h) z' q6 t系统,系统结构框图如图1所示利。
图1系统结 构框图
PIC24HJ128CP506单片机的最高运算速度能达
5 |4 [5 I+ z/ M/ Y2 P& a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
$ r# k8 X3 @* n# _/ z% |" N* G0 `分配内存的空间，免去开发者对内部存储器的操作，
1 |8 f7 C" {5 t& a而且能自动优化代码。
4 X& b2 a  B' `) G( }模拟量输入的信号主要是1路电流信号、7路
& _* c0 I% J3 k# Y, S电压信号、6路温度信号。电流信号由霍尔传感器采
集,其输出电压值,即串联放大器后的控制输出信号
- c* y8 H& Y0 M$ ~; i) x  y; ~值为0~3.3V,接入单片机的10位AD转换口;电
& U* D' `8 _7 }+ H( u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
到单片机的A/D转换引脚;使用热敏电阻测量电池
& c6 G2 C. K+ w; b' d4 Q温度，测量热敏电阻上的电压值，输入到单片机的
. Z# q0 `2 W: MAD转换引脚,得到原始数据23。
在充电器中，矩阵键盘通过编码芯片mm74c923
$ U" [6 R$ K' n- B0 J" S  L
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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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