基于单片机的通用型智能充电器设计

1 概 述

电子信息技术的快速发展使得各种各样的电子产品不断涌现，并朝着便携和小型轻量化的趋势发展，这也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。目前，较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池，由于它们各自的优缺点使得它们在相当长的时期内将共存发展［4］。由于不同类型的电池的充电特性不同，目前通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，这在实际使用中有诸多不便。本文设计了一种通用型的充电器，可对电压等级为1.2V～48V的镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池进行充电。为达到如此宽的充电范围，充电电源采用二级电路拓扑，并使用同一PWM信号源对两级电路进行联动控制。该电源在 85VAC～265VAC的通用输入范围内均可实现1.2V（0.3A）～60V（1.6A）的宽范围输出。同时使用单片机进行充电控制，先进的慢脉冲快速充电法［4］，并综合使用定时控制、电压控制和温度控制来中止快速充电，确保不会因过充电而损伤电池。

2 充电电源的拓扑结构和控制方案

经验算法一般选择输出滤波电感电流的脉动为最大输出电流的20%，这样本模块电源的输出滤波电感电流的脉动可选为，也就是当输出电流在时应保证输出滤波电感电流连续，输出滤波电感可按下式计算：代入数据得：3.3.3 输出电容的计算输出电容的选择应满足最大纹波电压的要求，输出纹波几乎完全由滤波电容的esr（等效串联电阻）的大小来决定基于单片机的智能充电器，而不是电容本身的大小来决定，纹波电压峰—峰值为式中，是所选的电感电流纹波的峰—峰值。1、电解电容由于有正负极性,因此在电路中使用时不能颠倒联接.在电源电路中,输出正电压时电解电容的正极接电源输出端,负极接地,输出负电压时则负极接输出端,正极接地．当电源电路中的滤波电容极性接反时,因电容的滤波作用大大降低,一方面引起电源输出电压波动,另一方面又因反向通电使此时相当于一个电阻的电解电容发热．当反向电压超过某值时,电容的反向漏电电阻将变得很小,这样通电工作不久,即可使电容因过热而炸裂损坏．。将输出调节器调置最小,再检测电压,如果还是在设定值上,输出自动稳定基本正常,但还必须作最后的空载检测,三次的电压检测都不能超过设定值,更不能超过电容耐压.会计算变器的人都知道,有电压回环的计算,是按照最低的输入电压带最大负载时输出电压计算.如果输入电在最高且输出为空载且电压环失效时,输出电压将高出很多,容易使滤波电容过压而爆炸伤人.。

传感器输出信号经过电压跟随器和差分放大电路之后，输出的是0-5v的电压信号，为了把这一信号用数码管显示出来，还要经过模数转换器件adc0809把0-5v的电压转为数字信号0-255。根据电路原理,电磁炉启动时, cpu先从第13脚输出试探pwm信号电压,该信号经过pwm脉宽调控电路转换为控制振荡脉宽输出的电压加至g点,振荡电路输出的试探信号电压再加至igbt推动电路,通过该电路将试探信号电压转换为足己另igbt工作的试探信号电压,另主回路产生试探工作电流,当主回路有试探工作电流流过互感器ct初级时,ct次级随即产生反影试探工作电流大小的电压,该电压通过整流滤波后送至cpu第6脚,cpu通过监测该电压,再与vac电压、vce电压比较,判别是否己放入适合的锅具。r922、r941、r921为升压回路中电流检测电阻，当电路电流过大时，检测电阻上的压降也相应增大，这个电压送到n901的③脚，当这个电压大于1v时，芯片内保护电路动作，减小输出pwm脉冲波的占空比，让输出电压变低，电流减小。

实验步骤 1、应用matlab软件 产生不同的周期信号包括正弦信号、方波信号、锯齿波 在时域分析这些波形特征 幅值、频率 周期 对产生的信号进行fourier变换从频率域分析信号的特征 并说明方波信号和锯齿波信号的信号带宽 进行傅里叶变换时注意采样频率 产生复合信号注意 在此注意如何验证fft变换参数的选择 以及频率分辨率问题 由3个不同频率、幅值的正弦信号叠加的信号 从图形上判断信号的特征 产生由正弦信号和随机信号叠加的混合信号 从图形上判断信号的特征 产生由正弦信号和方波叠加的信号 从图形上判断信号的特征。信号调理单元108包括幅值变换单元im及低通滤波单元126，幅值变换单元im将加速度计120的输出变换为适合a/d转换单元110处理的幅值范围，例如，若采用sca100t型加速度计120， 其输出信号为0-5v，而a/d转换单元110的信号输入范围为0-2. 5v，则幅值变换单元im应将加速度计120的输出衰减为原来的1/2。 三角函数形式的fourier级数展开 01 cossin 2nnnaftantbnt 其中00002 cosd ttntttntaftnttntbftnttnt2t 指数函数形式的fourier级数展开 根据euler公式 可以将式 转化为指数形式00j e1edntnttntntftfnfnffttt fourier变换fourier变换分正变换和逆变换 其中前者是将时域信号变换为频域信号 后者将频域信号转换为频域信号。

3 充电控制方案

充电电流.4s 0c 57，以c/，脉冲充电的方式在以下范围内较为适合，电池在充满电后在40小时后.8秒： c*5/。充电后不及时拔掉电源，会让电池一直维持着满电的状态，这样做会加快电池的损耗速度，很习惯晚上睡前充电，如果用原装的充电设备，充满电后会自动待机，这时候其实用的是充电器的电，不会使用电池，如果不是原装的话，持续充电则会损害电池。有的充电器在这个阶段，加大了充电电流，同时加入了负脉冲放电功能，用以消除电池极板表面的浓差极化现象，改善电池受电能力和降低温升，减轻了电池的过度失水，从而进一步缩短充电时间，这就是负脉冲充电方式。

但有时传感器所输出的电压电流信号可能非常微小，以致信号处理时难以察觉其间的变化，故需要以放大器进行信号放大以顺利测得电流电压信号，而放大器所能达成的工作不仅是放大信号而已，尚能应用于缓冲隔离、准位转换、阻抗匹配、以及将电压转换为电流或电流转换为电压等用途。本文首先从恒流源基本概念,基本电路开始分类,将恒流源电路概括为三大类.然后针对具体的思路进行设计.设计出运放构成的线性恒流源.采用开关电源的开关恒流源.集成稳压器构成的开关恒流源等三类恒流源电路,并针对单片机设计了一种数控恒流源电路,这中电路主要是运用spce061a单片机,并以spce061a为核心控制器,对整个恒流源电路进行控制.主要运行过程是:spce061a单片机送出相应的数字信号,经过d/a转换.信号放大.电平转换.压控恒流源,再输出所需电流:实际输出的电流经过精密电阻变成取样电压信号。isodao信号隔离d/a转换模块，可以用来输出一路电压或电流信号，也可以用来输出两路可以共地的电流或电压信号。

ipo图实际上是一张图形化的表格，它描述分层图中每一个模块输入和输出的关系、处理内容、本模块的内部数据和模块间的调用关系，是系统设计的重要成果，是系统实施阶段编制程序设计任务书和进行程序设计的出发点和依据。在程序的设计问题上，以单片机内部资源为核心，调用程序存储区的各个模块的驱动程序，通过单片机的引脚对系统中其他模块资源进行驱动和调用，通过主程序调用按键扫描子程序和lcd1602数据刷新程序，将按键模块和lcd1602联系起来，使得按键的输入信息可以实时地显示在lcd1602液晶屏上，程序调用lcd1602读数据的子程序，并运算判断是否进入报警时间，进入到报警时间时基于单片机的智能充电器，将之前设定的用药的信息刷新到lcd1602上，并通过作用单片机管脚，驱动蜂鸣器发声和led发光二极管发光，起到必要的报警功能。所修改、编写的软件的说明（含对开源软件的修改、配置，自编软件）：子程序作用、调用结构、所属源程序文件，源程序中子程序要有用途、算法、关键变量说明等。

为确保充电安全，在开始充电前检测电池电压和温度，以排除电池接反、用户选择的电池规格有误等错误，并判断电池的状态是否适合快速充电，如电池电压或温度过低，则需要进行小电流预充电，待电池电压、温度达到正常范围后再开始快速充电。在整个充电过程中均实时检测电池电压和温度，并综合采用最高电压控制、电压零增量控制、最高温度控制和定时控制等方法来终止快速充电，以确保电池不被过充。

4 实验及结论

本文采用清华大学Motorola单片机应用开发研究中心推出的MC68HC908GP32IDK作为开发系统［2］，对该充电器进行了实验测试，在整个负载范围内均有稳定的输出，开关管的最小导通时间（对应于最小负载）约为1.2us，而开关管（MTP4N80）的开关时间和反向恢复时间之和小于0.7us，故充电电源能稳定工作。

c++程序中调用c函数7.7.4 面向对象程序设计语言7.7.5 泛型编程语言7.7.6 stl编程7.7.7 接口编程第8章 usart通信8.1 从51单片机到stm32的串口通信8.2 usart通用串口通信设计8.2.1 usart通用串口8.2.2 usart通用串口通信设计方案8.3 usart通用串口程序设计入门8.3.1 usart数据...。c 语言是一种通用、灵活、结构化的计算机高级语言，能实现汇编语言的大部分功能，直接对硬件进行访问，用c语言编写的程序，其生成的目标代码质量高、运行效率高，故而在单片机编程中被广泛应用，因此c语言程序设计课程不仅是高校计算机必修课，也成为电子相关的一门重要的基础课程。2017年12月29日，国家标准委发布了首部移动电源（充电宝）国家标准gb/t 35590-2017《信息技术 数字设备用移动电源通用规范》，并将于2018年7月1日正式实施。

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