微機控制智能充電器的過程分析

微機控制智能充電器的過程分析大連理工大學1第1頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學21.智能充電器原理框圖2.智能充電器的充電過程分析3.智能充電器原理分析4.智能充電器程序流程圖5.小結第2頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學31.智能充電器的原理框圖為了加入智能控制達到實時監(jiān)控的目的，我們以單片機及相關電路在充電的整個過程中動態(tài)跟蹤蓄電池的電壓，自動調整充電電流，使充電電流自始至終保持在蓄電池可接受的充電電流附近，并使蓄電池在無氣體溢出的狀態(tài)下充電，從而既保護了電池，又能使電池充分充電。該充電器的硬件電路主要包括電壓變換、SCR主電路、AC/DC整流電路、電壓和電流采樣電路、A/D轉換電路、單片機控制電路、晶閘管觸發(fā)電路等組成，并具有過壓保護、過流保護功能。第3頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學4

智能充電器的原理框圖電壓變換SCR主控電路AC/DC整流蓄電池組電流、電壓采樣同步信號隔離、驅動單片機控制器A/D轉換狀態(tài)顯示AC輸入第4頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學52.智能充電器的充電過程分析該設計電路采用以快為主的分級恒流充電法，在程序的初始階段，首先對單片機進行初始化，然后根據(jù)電池狀況判斷應進入哪一階段。當單片機檢測到電池電壓比較低的時候，就進入第一階段，用較大的電流進行充電，使電池在短時間內充入比較大的電量而不會損壞電池。第5頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學6為保證充電電流恒定，由單片機在充電過程中不斷檢測充電電流的大小，與設定的電流值進行比較，調整觸發(fā)脈沖的相位角，從而調整SCR（晶閘管）導通的角度，改變充電電源電壓，達到電流恒定的目的。以6-DG-40AH型蓄電池為例介紹充電過程第6頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學76-DG-40AH型蓄電池的充電過程：

第7頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學8在第一階段（0-t1），充電器以恒定電流5.6A對蓄電池充電，由單片機控制充電時間，當蓄電池電壓上升到預先設定的電壓值時，立即轉換到第二階段充電（t1-t2），單片機控制SCR的導通角，使電流維持2.8A，當電池電壓上升到第二階段的規(guī)定值時，結束充電，進入浮充階段（t2-t3),單片機控制SCR導通角，使充電器以0.6A的斷續(xù)電流對蓄電池充電。浮充狀態(tài)下，可長時間對蓄電池進行充電，從而能最大限度的延長蓄電池壽命。第8頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學93.智能充電器原理分析1、電壓采樣電路對蓄電池充電電壓的測量通過電阻分壓的方法，把蓄電池端電壓轉換成數(shù)模轉換器A/D可接受的電壓范圍（0-5V）。因此，充電器的輸出電壓經(jīng)分壓后得到的輸出采樣電壓被送到A/D轉換器的通道，然后經(jīng)A/D轉換器轉換成數(shù)字信號，送到單片機中，在充電過程中，單片機與預先設定的電壓值進行比較，決定該進入充電的那個階段。

第9頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學102、電流調控電路與充電器輸出端串聯(lián)的電阻為電流采樣電路，當充電器電流過大或變小時，在采樣電阻兩端的電壓必然增大或減小，經(jīng)過A/D轉化后送到CPU中，在軟件編程中用電壓值除以電阻值便可得到充電電流的大小，CPU將此電流值與該充電階段預先設定的電流值進行比較，然后決定觸發(fā)脈沖該提前還是推后，從而控制了SCR導通角，使出現(xiàn)在充電器輸出端的直流電壓跟著變化，從而確保了其恒流的輸出特性。第10頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學114.智能充電器程序流程圖單片機首先進行初始化，然后對蓄電池的電壓、電流進行測量，與預先設定的充電曲線進行比較。如果符合，則進入浮充階段，充電結束；如果不符合，則單片機按照設定的控制算法進行計算，對充電電流進行調整，直到滿足要求。該充電器主程序主要由充電電流檢測、電壓檢測、電流調整等子程序組成。第11頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學12開始初始化電壓采樣U<43V電流采樣I=5.6A調整脈沖角度以新角度充電以原角度充電43V<U<47V電流采樣I=2.8A調整脈沖角度以新角度充電以原角度充電浮充NYYNNYYN第12頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學13上述只是介紹了一個特例的智能充電器程序流程，該充電器適應不同電壓值的蓄電池，只要對軟件中的有關電壓的參數(shù)進行修改，就可對不同電壓值的蓄電池進行充電，無需改變硬件電路。第13頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六大連理工大學145.小結當蓄電池電壓較低時，用5.6A大電流恒流充電，利用開始充電時蓄電池接受能力最佳的有利條件，使電池在短時間內充入比較大的電量，占蓄電池總容量的50%