有关智能充电器设计的报告_论文集

太原理工学院

毕业论文开题报告学生姓名: 系部门: 行业: 张恒: 自动化电气工程与自动化102033430

论文标题: 基于充电模式感知指导者刘斌的智能充电器系统设计

2014年2月22日

填写开幕报告的要求

1. 开幕报告是毕业论文答辩委员会审查学生答辩资格的基础材料之一.

本报告应由学生在指导教师的指导下完成论文的毕业前工作，并在指导者签署意见并审查部门后生效. 开学报告的内容必须以电子文档的标准格式打印（可以从教务处下载），该格式由教务处统一设计. 学生的“学生编号”应填写完整的编号（例如072074123），而不仅仅是最后两位或一位. 4.

按照国家标准GB / T 7408-94“数据元素和交换格式，信息交换以及日期和时间”的要求，用阿拉伯数字写上诸如年，月和日之类的日期代表法. ”

例如，“ 2009年3月15日”或“ 2009-03-15”； 5.

讲师的意见和部门的意见用黑色墨水整齐地书写，不得更改或涂抹.

毕耶伦文章开幕报道. 论文的研究目的和意义: 在电子设备高速发展的时代，现代通信设备，电子产品，笔记本计算机，电动汽车等普遍使用电池作为电源，得到了广泛的应用. 但是，大多数设备中的电池只能使用专用充电器充电，不能跨平台使用，当家里有很多电子产品时，就需要配备各种专用充电器，这非常不经济

此外，普通充电器的充电策略比较简单，只能进行简单的恒压或恒流充电，充电时间很长，充电效率降低.

此外，当充电即将结束时，电池会产生大量热量，这会导致电池极化并影响电池寿命.

目前，用于各种电器的可充电电池有四种类型: 镍镉电池（NiCd），镍氢电池（NiMH），锂电池（Li-Ion）和密封铅酸电池（ SLA）.

该设计主要用于识别和自动充电三种类型的电池: 镍镉电池（NiCd），镍氢电池（NiMH）和锂电池（Li-Ion）. 首先，针对电池的充电特性，首先使用以下三种，针对每种电池的特性给出不同的充电模式和相应的算法，然后根据电池在充电时的特性选择相应的模式.

通过了解和学习电池的内部结构，工作原理和充电特性，在分析了各种常规充电方法和快速充电方法的优缺点之后，我们讨论了一种新的充电技术-一种新的多模式充电技术，即根据电池容量和电池端子电压的大小，以process流充电，大电流充电，过充电和浮动充电四种模式进行充电过程.

为确保电池充满电且不会损坏，采用了具有温度控制和电池电压控制功能的综合控制方法来终止充电过程.

根据新的多模式充电技术，提出了一种由单片机控制的多模式智能充电器.

文章中进行了项目设计，软件设计，硬件设计，软件编程和可靠性

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性分析工作以及新充电器的性能指标分析.

智能充电器可以以四种模式为电池充电: trick流充电，大电流充电，过度充电和浮动充电. 它还可以随时更改充电电流，并具有过热警报功能.

参考文献: [1]沉雯，Eagle，詹维谦，2010年编辑** R系列单片机C语言的编程和应用实例清华大学** R单片机C语言开发入门指南清华大学出版

[2]金春林，邱慧芳，张洁西，大学出版社2011年

[3]由吴峰和陈新健（2009）编辑[4]夏鲁依（Shi Luyi）和石宗益（Shi Zongyi）2009

PIC单片机的C语言开发入门

北京航空航天大学出版社

电路原理图和电路板设计教程

北京希望电子出版社

[5]图形LCD显示模块用户手册（第二版）[6]郭永正主编[7]吴国敬主编[8]徐永龙主编数字电子技术应用单片机技术原理与应用

北京景电鹏远显示技术2010

西安电子科技大学出版社中国电力出版社机械工业出版社2012重庆大学出版社2011 2012

[9]陆坤，席大顺等编辑. [10]陆胜利编辑.

电子设计技术

智能仪器的设计与实现

2012 2008清华大学

[11]王兆安和黄军的主编

电力电子技术（第四版）

机械工业出版社

[12]亚历山大·亚历山大，新界科学出版社，2011年

电路基础

关于毕耶伦文章开幕的报告. 本主题中有待研究或解决的问题以及拟议的研究方法（途径）: 2.1 Ni-MH / Ni-Cd电池充电方式这两个镍电池具有相似的充电特性曲线，因此可以使用相同的充电算法.

这两个电池的主要充电控制参数为-ΔV和温度θ.

镍氢/镍镉电池从预充电转换为标准充电的标准为: ①单节电池电压为0.6〜1V； ②电池温度-5〜0oC.

电池饱和充电的标准是: ①电池电压下降或接近零增长–ΔV = 6〜15 mV /电池； ②最高电池温度θmax＞ 50℃； ③电池温升率dθ/ dt≥1.0℃/ Min.

由于温度变化容易受到环境的影响，因此实际用来区分充电的每个阶段的变量主要是–Δ V和θmax. 其中，对-ΔV的检测需要具有足够的A / D分辨率和较高的电流稳定性.

-△V测量与A / D分辨率，充电电流和电池内阻的稳定性有以下关系: 当电池内阻等于50Ω（接近饱和充电）时，充电电流= 1200mA，电流漂移等于5％时，单个电池的最大充电电压为1.58V，则此时电流漂移引起的电池电压变化可能为3mV.

2.2锂离子电池充电模式为锂离子电池充电以进行采样时基于单片机的智能充电器设计开题报告，测得的电压为电池的电压. 通常，电压要高于静态电压（与内部电阻有关）.

在充电器的设计中，对锂离子电池充电各阶段进行转换判断的测量参数仅为电压，电压采样偏差小于0.05V.

还设计了通用智能识别充电器

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自适应模式，如果电池不是以上三个通用电号或放入某个电池中，并且未选择相应模式的充电功能，则充电器自动切换到自适应充电模式. 此时，充电器将提供一种通用算法来对电池进行预充电，并做出模型识别判断，​​然后切换到相应的最佳充电模式以进入充电状态.

具体方法是检测可充电电池的电压变化率，并确定是否检测到–Δ V.

如果检测到电池电压V特别高，并且没有–Δ V，它将切换到锂离子电池充电模式，否则将进入镍电池充电模式.

在充电过程中，设计的充电器可以自动切换充电状态基于单片机的智能充电器设计开题报告，并具有完善的保护措施，实现无人值守充电，大大提高了效率.

同时，根据充电时电池的特性，充电器默认使用温度保护.

用户滥用时，由于充电电流和充电电压不匹配，电池温度将异常升高.

当充电器实时检测到电池温度高于某个临界点时，它将自动切断电源，以保护电池和系统的安全.

在此充电器中，设置了最大充电时间以防止过度充电. 如果阈值设置得太高，则最长充电时间可以避免电池过度充电并保护电池寿命.

2.3本课题要研究或解决的问题: （1）使用特殊的电池充电芯片来实现电池的识别和充电过程的控制.

（2）分析充电的实现和智能实现方法，并选择合适的充电电池芯片.

（3）le流充电，大电流充电，过充电和浮充电四种模式的原理和实现方法.

（4）电压转换芯片用于将外部+ 12V电压转换为所需的+ 5V电压.

（5）设计硬件电路并绘制充电电路原理图.

（6）软硬件A / D转换电路的设计.

（7）执行软件设计和设计程序代码.

（8）尝试使用硬件和软件电路来验证整个设计.

（9）在充电过程中调整电池的保护功能.

2.4研究方法: 智能充电器的设计分为以下部分: 外部电源，电源转换设备，智能单元，电流控制，电压控制，温度控制和LDC显示设备.

如下.

外部电源: 外部连接到220V电源.

电源转换设备: 电源转换器称为AC转换器，这是一种可以将AC电源转换为DC电源的变压器.

智能单元: 专用的电池充电芯片可实现电池识别和充电过程控制.

电流控制: 电池中的电流改变.

电压控制: 电池中的主要充电控制参数为-ΔV测量.

温度控制: 测量电池温度变化，最大电池温度θmax和电池温度上升率dθ/ dt.

LDC显示设备: 用于显示充电是否完成.

2.5对本主题的硬件和软件设计的要求2.5.1硬件设计（1）温度测量部分使用许多传感器进行温度检测. 热敏电阻是半导体材料制成的敏感元件之一，其主要特点是灵敏度高，体积小，功耗低，价格低.

由热敏电阻组成的温度检测电路相对简单. 电阻分压器电路将温度变化引起的电阻变化转换为电压信号，可以直接传输到单片机进行处理.

（2）电压检测部通过分压电阻来检测蓄电池的充电电压. 经单片机计算，即可确定充电电压值.

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（3）A / D转换电路这里选择TI生产的TLC1549串行A / D转换芯片. 它是开关电容器结构的10位A / D转换器的逐次比较类型.

转换时钟脉冲自动在片内产生，转换时间≤21μs；最大总不可调整的转换误差为±1LSB；单电源（+ 5V），最大工作电流仅为2.5mA；转换结果以串行模式输出.

（4）主控制器控制电路由单片机AT89S51实现. 单片机通过检测电压信号值来做出相应的动作: 输出不同宽度的脉冲电压并发出不同的指令.

2.5.2软件设计（1）电压测量部分通过分压电阻检测蓄电池的充电电压. 经单片机计算后，即可判断充电电压值.

（2）A / D转换部分选择TLC1549作为A / D转换器. 在转换过程的第一阶段，SC和ST的模拟输入同时关闭，以进行充电采样. 这个过程使所有电容器的充电电压达到模数转换器的输入电压.

转换过程的第二阶段打开所有SC和ST. CMOS阈值检测器通过识别每个电容器的电压使其接近参考电压来确定每个位.

在此过程中，一个接一个地测试10个电容器，直到确定转换后的十位数.

2.6时间表:

设计（论文）每个阶段的名称和主题的基本要求，熟悉相关材料，初步设计设计方案，并完成开幕报告.

自学此主题中涉及的相关内容，并设计一些简单的实用电路，精通所学知识并巩固对绘图软件Pro99的使用的熟悉程度，设计LCD显示电路，电源电路，原理图和与学生一起完成整个充电电路的，编写一个显示程序.

根据每个部分的作用，调试硬件电路，最后调试.

开始和结束日期第1-3周第4-5周第6-7周第8-9周第10-11周第12周

f

修改设计规范并准备答复，总共需要12周.

有关行业主题的论文已完成，并向教师提出了报告: （关于该主题的深度，广度，工作量和预期目标的意见）

讲师: 教研室年度考试意见: 月日

负责人: 部门年度检查意见: 月日

Dean: 年月日

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