基于PIC单片机的智能充电器设计

ByGrith4

5 q2 m+ h- F+ ]3 x* I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
& H2 L$ T9 U, p3 q! Y2 A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。
; }1 X- S. C/ o0 Y0 F, g4 d5 g4 R! u关键词:充电;蓄电池;通讯/嵌入式系统;智能充电器
1引言
3 i2 t' f) V7 U! N# f' H8 n随着石油资源的逐渐枯竭，环境压力的日益增
大,用电能取代传统的化石燃料,使之成为车用主要
( I7 {/ h  O: j7 f* Y: g* J+ ^4 ?; {动力来源的呼声与日俱增。在以往的研究中，电池技
术是制约电动汽车发展的关键环节。其中,蓄电池的
使用寿命、容量与价格是电能能否广泛取代传统燃
9 t2 e* r& J. L4 a1 [+ ~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。
% U$ K' s8 T" v- R" c2 w传统充电器只能针对某一类型具有特定额定
1 D# U1 i3 Y( I电压的蓄电池充电,不能跨平台使用,故每种电池
均需配备单独的充电器,很不经济。而且,传统充电
7 F2 N4 k' _8 C* F器的充电策略比较单一,只能进行简单的恒压或者
  E% d: v; }# \2 v7 E& |: X' t恒流充电,以致充电时间很长,充电效率降低。另
  b' Y  W" s  ]( B外,充电即将结束时,电池发热量很大,从而造成电
池极化,影响电池寿命。
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
电器的充电策略灵活,不仅内置了铅酸、镍氢、锂电
8 c; H) H# }1 z* Z* i3 z池的充电策略,还能自定义充电策略,使充电过程达
# L5 J# l* H5 d% U  `+ z到最优化。同时,它还能通过数据传输来保存历史数
3 H) C" S- Z  m+ h8 J据,以便用户做进-步研究与分析。

, b0 M4 r( h. p3 F2智能充电器的硬件平台
; R6 L5 A4 _/ ~该充电器基于PIC24HJ128GP506单片机充电.
' i" ~" n, H2 B: D4 P: Q系统,系统结构框图如图1所示利。
图1系统结 构框图
$ e" {4 F+ z& FPIC24HJ128CP506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
. T* p0 i2 q5 E, @% M展空间。该单片机的开发相对简单,编译环境可自动
分配内存的空间，免去开发者对内部存储器的操作，
( W* z7 S& L" V, D! [而且能自动优化代码。
8 H1 Y4 j8 g- z" ~6 k, a2 j( v% d模拟量输入的信号主要是1路电流信号、7路
! n" `; g# k$ S. N/ V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
, P0 C9 E7 x7 `% t值为0~3.3V,接入单片机的10位AD转换口;电
; F1 I/ j8 r9 Y- s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
& ?& p- |9 U/ A6 C& a到单片机的A/D转换引脚;使用热敏电阻测量电池
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 t2 e# ]9 x, G在充电器中，矩阵键盘通过编码芯片mm74c923

9 Q& r! X4 g, j, `! E
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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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