基于PIC单片机的智能充电器设计

ByGrith4

. [# u" W+ U6 C8 E5 F" o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
4 Z) x, m2 h  Y+ N' ~0 H5 w, H- t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。
关键词:充电;蓄电池;通讯/嵌入式系统;智能充电器
1引言
8 `. P0 \. Z3 R1 P/ M( D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
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
2 B9 g) k; c2 y5 M使用寿命、容量与价格是电能能否广泛取代传统燃
  c+ L# i9 n' j" |料的主要问题。而电池充电过程的正确与否,将直接
- W' I- u6 v0 p6 D/ F影响蓄电池的性能和寿命。
5 Z4 ^4 G6 i9 a传统充电器只能针对某一类型具有特定额定
# I8 Y2 L$ l/ B电压的蓄电池充电,不能跨平台使用,故每种电池
* A1 e* x/ Q) @% y均需配备单独的充电器,很不经济。而且,传统充电
& Z1 L3 X6 h) |+ ?2 d/ }0 l* M器的充电策略比较单一,只能进行简单的恒压或者
恒流充电,以致充电时间很长,充电效率降低。另
9 o3 h" d6 b2 Y6 @外,充电即将结束时,电池发热量很大,从而造成电
9 Z. M, U& `0 K1 u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
6 l! c( _. X; y! m0 s' r池的充电策略,还能自定义充电策略,使充电过程达
7 K% b* v- B1 {9 I/ C到最优化。同时,它还能通过数据传输来保存历史数
4 C+ s: k7 b& B2 T/ F( j0 p据,以便用户做进-步研究与分析。
4 R% S6 ^8 Y' y
2智能充电器的硬件平台
该充电器基于PIC24HJ128GP506单片机充电.
; ^8 l2 h' L$ |# T4 ]系统,系统结构框图如图1所示利。
图1系统结 构框图
0 I8 S. L( Z3 ^0 m6 s, S3 R0 N0 ~! iPIC24HJ128CP506单片机的最高运算速度能达
6 y  u/ D4 p* T8 \: y/ Z5 F到40MIPS,完全能满足系统的需要并留有足够的扩
% N# S- K1 J% W0 i2 Q1 t展空间。该单片机的开发相对简单,编译环境可自动
% o) u( H1 K# s分配内存的空间，免去开发者对内部存储器的操作，
而且能自动优化代码。
模拟量输入的信号主要是1路电流信号、7路
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
值为0~3.3V,接入单片机的10位AD转换口;电
* |- k) h% Q: ^+ V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
' Z1 L3 C6 ]- [+ W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
0 @5 p$ ~/ _; A5 F$ xAD转换引脚,得到原始数据23。
( y: `- p5 A! t1 c: a; y+ D8 [0 `+ Y在充电器中，矩阵键盘通过编码芯片mm74c923
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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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