基于PIC单片机的智能充电器设计

ByGrith4

, p# P3 E! x: Y; N5 T. H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
3 g" U( w5 ]3 A) k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
9 n9 @* F1 P% n1 R8 ~, m. x( m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
, u* C' H0 J  I  v' ?0 z: A( `- U随着石油资源的逐渐枯竭，环境压力的日益增
5 b4 M" m& M. A6 l0 Q. A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
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
电压的蓄电池充电,不能跨平台使用,故每种电池
7 m( c# C: t! a. A3 q均需配备单独的充电器,很不经济。而且,传统充电
: @4 r8 n' Q$ V1 J. w5 T/ R器的充电策略比较单一,只能进行简单的恒压或者
& W% Z2 O' l- m' [+ I% _0 M# j. a恒流充电,以致充电时间很长,充电效率降低。另
$ o' f  }4 I& q$ I5 b外,充电即将结束时,电池发热量很大,从而造成电
( H+ J: D+ H- L. x. H: b$ [1 E池极化,影响电池寿命。
& |, e3 U% {% ^: Q6 E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
! e: A8 u+ g; A' E% p) U% X( p池的充电策略,还能自定义充电策略,使充电过程达
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。
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5 h6 D& g6 }+ A2智能充电器的硬件平台
, Y7 u1 B* s- D6 V该充电器基于PIC24HJ128GP506单片机充电.
+ O# `* c& G6 N7 d系统,系统结构框图如图1所示利。
2 T) b* n( D$ Q+ t& }9 T/ T图1系统结 构框图
PIC24HJ128CP506单片机的最高运算速度能达
; X4 T  f5 q+ J0 I到40MIPS,完全能满足系统的需要并留有足够的扩
5 [: ~8 i8 T$ l7 y) W' D+ O展空间。该单片机的开发相对简单,编译环境可自动
3 W# B: ]) M. u+ M5 _2 Q4 P分配内存的空间，免去开发者对内部存储器的操作，
' p4 M) j2 f8 \2 U- c而且能自动优化代码。
/ N: x9 J& }9 s: r% }模拟量输入的信号主要是1路电流信号、7路
& U1 h) \- N! h& m5 A8 I电压信号、6路温度信号。电流信号由霍尔传感器采
5 |* F. w6 u$ f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
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
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。
在充电器中，矩阵键盘通过编码芯片mm74c923
9 [' K5 f, o5 g" V( B+ W


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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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