開題報告電池充電管理器設計

開題報告-電池充電管理器的設計開題報告電氣工程及自動化電池充電管理器的設計一、綜述本課題國內外研究動向，說明選題的依照和意義隨著半導體元件、大規(guī)模集成電路的飛快發(fā)展及人們生活水平的不停提升，各樣便攜式收錄機、電動剃須刀、筆錄本、電腦、攝像機、電子計算器、挪動電話等電器寬泛應用，這就使各樣干電池的需求量快速增添。一次性的一般堿性電池使用壽命較短,特別是對諸如便攜式收錄機一類功耗較大的小型家用電器來說，一般1~2小時就需改換電池，所以，人們廣泛希望用可充電的干電池來取代一次性干電池，只管可充電電池成本較高，一次性投資較大，但因為可頻頻充電使用，其總的成本相對仍是比較低的。據(jù)相關資料介紹，一般一次性堿性電池只要使用適合（即電池電壓在使用中不致降至過低）采納適合的充電方法也能夠頻頻使用,充放電循環(huán)可達30次以上，甚至能夠用上幾年。采納可充電的電池（如鎳福電池）雖一次性投資較高，但使用壽命很長可頻頻充放電1000%次以上，所以，不論是一次性堿性電池仍是可充電電池都能夠經過適合的充電器來延伸其使用壽命。但是，各樣可充電電池對充電方式有不一樣的要求，所以，依據(jù)電池的特征，研究其相第1頁共7頁應的充電方法就顯得十分重要了。別的，充電器的開發(fā)應用，對節(jié)儉原資料、節(jié)儉能、減少環(huán)境污染也有重要意義。此刻可充電電池的資料，構造、規(guī)格種類好多，其作用原理大多是同樣的，它們都屬反響可逆的化學能，即充電時借助充電產生的化學反響將能量儲藏起來，使用時再利用逆向反響將儲藏的能量開釋出來。二次世界大戰(zhàn)后，各國為知足戰(zhàn)爭和軍備比賽的需要而開發(fā)了很多種可充電電池，除大量使用的鉛酸電池外還有鎳鐵、鎳鋅、銀氫、氧化銀鋅、鋅空氣、鎘空氣、鋁空氣、鋰碘（寬泛用于心臟起博器）鋰鑰、鋰鐵鋁等等。每種可充電電池均有其自己的充電要求，假如混用將會嚴重影響它的使用壽命，所以應依據(jù)使用狀況采納適合的充電器。簡略充電器有的過于簡單,充電參數(shù)不易調正控制,有的采納專用集成電路控制,調正參數(shù)許多,但又過于繁瑣,別的成本也較高。單片機是在一塊芯片上集成了CPU、儲存器、輸入輸出部件、時鐘電路及各樣應用系統(tǒng)所需的零件，如A/D變換器、D/A變換器等。它擁有體積小、使用靈巧方便、成本低、易于產品化、抗擾亂能力強、可在各樣惡劣的環(huán)境下靠譜地工作等特色。特別是它強盛的面向控制的能力，使它在工業(yè)控制、智能儀表、外設控制、家用電器、機器人、軍事裝置等方面獲得第2頁共7頁了寬泛的應用，整個工業(yè)設施和工藝將進行一次以普及應用微機為特色的技術改造。單片機技術正以驚人的速度向前發(fā)展，就已出現(xiàn)的單片機而言也正以其各自獨到的長處或先進的技術在進行挑戰(zhàn)，主要表此刻（1）CPU的發(fā)展，增添CPU的字長或提升時鐘頻次均可提升CPU的數(shù)據(jù)辦理能力和運算速度。CPU的字長已有8位、16位、32位、64位。時鐘頻次也已發(fā)展到20MHZ以上。標準的8051單片機一個機器周期要占用12個時鐘周期，履行一條命令最少要一個機器周期，而此刻的單片機履行命令的速度大大的提升了。2）一般的RAM為64~128B，程序儲存器ROM在1~2KB，新式的單片機片內的RAM在256B以上，片內程序儲存器也采納了快速閃存Flash，使得在線編程ISP和在應用中編程技術得以實現(xiàn)。3）增強片內輸入/輸出接口功能，最先的單片機，片內只有輸入/輸出接口、準時器、計數(shù)器，他們的功能也較差，在實質應用中常常還要經過特別的接口擴展功能，這樣既增添了應用系統(tǒng)構造的復雜性，也降低了系統(tǒng)的穩(wěn)固性。近幾年來，新式單片機內的接口，不論從種類上仍是從數(shù)目上都有很大的發(fā)展。這不單大大的提升了單片機的功能，且使系統(tǒng)的整體構造也大大的簡化了8位單片機是當前品種最豐富、應用第3頁共7頁最寬泛的單片機自8位單片機問世以來，因為制造工藝的提升和新技術的采納，使8位單片機的性能也以驚人的提升和完美，此刻在單片機內集成的應用系統(tǒng)常用電路愈來愈多，還有的在單片機內會合了局部網絡控制模塊，其資已能知足好多應用處合的需要。加之單片機擁有體積、功耗低、功能強、穩(wěn)定、靠譜、使用靈巧、性能/價錢比高、便于推行應用等明顯長處、所以8位單片機被寬泛應用于自動控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)收集和辦理、通信系統(tǒng)、計算機、家用電器等領域。跟著半導體工藝技術的發(fā)展，在單硅片上的集成度愈來愈高，使設計者把目標系統(tǒng)所需要的功能零件都集成在單硅片上成為可能，如在單片機中再集成A/D/、D/A、看門狗準時器、LCD控制器、局部網絡控制模塊等。把一個微型的應用系統(tǒng)集成在一塊芯片，稱為片上系統(tǒng)SOC。SOC就是將中央辦理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和儲存器等都會合成在一塊片上。SOC的出現(xiàn)使集成電路發(fā)展成為集成系統(tǒng)。片上系統(tǒng)能夠供給更好的性能、更低的功耗、更小的印制板空間以及更低的成本，因而日趨遇到人們的重視鉛酸蓄電池因為其制造成本低、容量大、價錢便宜而寬泛應用于發(fā)電廠、變電站、通信系統(tǒng)、電動汽車、航空航天等各個部門，但若使用不妥，其壽命將大大縮短。影響鉛酸蓄電池壽命的要素好多。研究發(fā)現(xiàn)，電池充電過程對電池壽命的影響最大，放電過程的影響較小，而采納正確第4頁共7頁的充電方式能有效延伸蓄電池的使用壽命。也就是說，絕大多數(shù)蓄電池不是用壞的，而是“充壞”的。因而可知，一個好的充電器對延伸蓄電池的使用壽命擁有舉足輕重的作用，為了達到這個目的，完整有必需研制智能型的充電設施。針對鉛酸蓄電池充電器在充電過程中不可以對電流、電壓實時性監(jiān)測，交互能力和控制能力衰等問題。設計了一種鑒于MSP430F169單片機能夠及時顯示電流、電壓大小、并且能夠調理電流大小的智能充電器，這類充電器擁有硬件電路簡單，功耗低等特色。MSP430F169是美國TI企業(yè)生產的16位超低功耗單片機它擁有超低功耗的構造系統(tǒng)(0.1~400微安的額定工作電流，1.8~3.6伏的工作電壓)，豐富的儲存器和外設，編程相對簡單，優(yōu)秀的可擴展性。且其ADC12是高精度的12位A/D變換模塊，擁有高速、通用的特色。假如采納傳統(tǒng)的微辦理器8051則需要在外面擴展A/D變換模塊，電路復雜，且很難達到較高的精度，在此使用MSP430F169多功能超低功耗混淆信號辦理器則能夠解決以上問題。其內置8通道12bitA/D電路簡單且精度高。MSP430F169內置256BFlash儲存器能夠方便的保留重要數(shù)據(jù)，且掉電不失。MSP430F169功耗極低，能夠減小系統(tǒng)的電負荷，同時也為系統(tǒng)的電池供電供給了可能。第5頁共7頁關于充電器開發(fā)來說，此后要做的工作還有好多：（1）此后會有好多種先進的。新蓄電池面市，每種電池性能各異，就是同一種電池也有不一樣的規(guī)格，所以要進行產品系列化，將先進的設計理念和氣的電路做成通用模塊應用于系列的各產品中，可使生產過程簡化、成本降低。2）變換器中采納軟開關和同步整流等新技術后，振蕩頻次可大幅提升（如提至200kHz）進而使體積大幅減少，成本降低，效率提升。3）電路成熟定型此后盡量制成專用集成塊，大量量生產，能夠特別廉價，并且質量靠譜體積小。4）體積變小此后，可直接裝在電池箱里，這省去了外殼電纜、插優(yōu)等。熱敏電阻直接裝在電池內，減少了賠償偏差。5）充電器與平衡器歸并成一體，總造價更廉價。二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：1.有多個電輸入，比方溝通適配器、USB接口、電池等直流輸入；采納專業(yè)的電池充電芯片實現(xiàn)對充電過程的控制；對電池充放電狀態(tài)進行監(jiān)督，并給出相應的狀態(tài)信號；利用單片機實現(xiàn)充電器的智能化，擁有預充、充電保護、自動斷電和充電達成報警提示等功能。第6