铅酸蓄电池智能充电系统的设计
学生：XXX 指导老师:XXX
内容摘要：本文所设计的铅酸蓄电池智能充电系统，内容主要包括对蓄电池充电方法的研究和充电系统的设计。在通过对蓄电池充电原理和充电方法研究的基础上，提出采用恒压限流充电和脉冲充电相结合的充电方法。这种充电方法可以始终地使充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线，并且在整个充电期间内适时地采取了去除蓄电池极化的措施。理论研究和实验数据表明，这种充电模式可以大大缩短充电时间，提高充电效率。
实验结果表明，基于80196KB单片机控制的智能充电系统，其效率高、调节时间快的良好充电特性可得到充分发挥，使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命，可满足电机车动力蓄电池的充电要求，具有良好的应用前景，为提高蓄电池的性能和可靠性提供一条新的、有效的途径。
关键词：铅酸蓄电池智能充电 80C196KB 单片机
Design for intelligent charging system of Lead-acid
batteries
Abstract：In this paper the design of lead-acid batteries intelligent charging system, content mainly includes to battery charging method of research and charging system design. In the battery principle and charging methods on the basis of study, the paper proposes the constant pressure and pulse current limiting charging charging combination of charging methods. This kind of charging methods can always to recharge current in overall approximation battery acceptable charging electric current curve, and throughout the charging period timely adopted remove battery polarization measures. Theoretical and experimental data shows that this model can greatly shorten charging charging time and improve charging efficiency.
Experimental results show that based on the intelligent charging 80196KB single-chip microcomputer control system, its high efficiency, regulating time quick good charging characteristics can get fully, make battery has higher use capacity and long cycle life, can meet the electric locomotive motive battery charging request, has a good application prospect for improving battery performance and reliability provides a new and effective way.
Keywords: Lead-acid batteries Intelligent charging 80C196KB singlechip
目录
前言 (1)
1 总体设计方案 (1)
1.1系统的设计要求 (1)
1.2智能充电方法的选择 (2)
1.3系统的结构原理框图 (2)
1.4充放电方法的控制与实现 (3)
2 课题的研究现状 (3)
2.1充电技术的发展状况 (3)
2.2充电电源的发展状况 (4)
2.3传统的充电方式 (4)
3 铅酸蓄电池智能充电的基本原理 (6)
3.1蓄电池的基本概念和工作原理 (6)
3.1.1电池的种类和特性 (6)
3.1.2铅酸蓄电池的基本概念 (7)
3.1.3铅酸蓄电池的工作原理 (10)
3.2铅酸蓄电池的充电特性 (11)
3.3 J.A.马斯(J.A.Mas)三定律 (12)
3.4极化电压 (14)
3.5智能充电的基本原理和控制方法 (15)
3.5.1智能充电的基本原理 (15)
3.5.2智能充电的几种控制方法 (15)
4 系统的硬件设计 (17)
4.1开关电源原理 (17)
4.2充电系统的主电路原理与设计 (18)
4.2.1全桥变换电路的设计 (18)
4.2.2能量回馈电路的设计 (20)
4.2.3主回路中建波与抗干扰电路的设计 (21)
4.2.4移相控制电路的设计 (22)
4.3充电回路控制系统的设计 (28)
4.3.1 80Cl96KB单片机最小系统的设计 (28)
4.3.2模拟量检测电路 (30)
4.3.3键盘电路 (30)
4.3.4显示电路 (30)
4.3.5执行电路 (31)
4.4系统保护措施的设计 (31)
4.4.1过流保护 (31)
4.4.2软启动保护 (32)
5 系统的软件设计 (32)
5.1充电系统的主程序设计 (32)
5.2实时时钟中断服务程序设计 (34)
5.3去极化子程序设计 (35)
6 结论 (36)
参考文献 (37)
铅酸蓄电池智能充电系统的设计
前言
目前，大多数电机车使用的电源都是铅酸蓄电池组。铅酸蓄电池因其可循环再充电的特性，以及成本低廉、使用安全、无污染等优点，在目前的工农业生产中的需求正日益增大。相应的，蓄电池的充电技术也引起了普遍地关注[1]。一方面，传统的充电方法正常充电时，以10h或20h率电流进行充电。这时需要时间一般为10多个小时，甚至20多个小时，充电时间长，而且使用不便。另一方面，充电技术不能适应铅酸蓄电池的特殊要求，会严重影响蓄电池的寿命。国内外多年来的实践证明，铅酸蓄电池浮充电压偏差5%，电池的浮充寿命将减少一半。在其他方面，由于充电方法不正确，铅酸蓄电池也很难达到规定的循环寿命。智能充电是使实际充电电流能够动态地跟踪电池可接受的充电电流。充电系统根据电池的状态确定充电工艺参数，使充电电流自始至终处于电池的可接受充电电流曲线附近，使电池几乎在无气体析出的条件下充电，做到既节约用电又对电池无损害[2]。如今，我国工农业运输设备对蓄电池用量极大，但是其充电设备很落后，充电方法也很不科学，急需设计出一种新型智能充电系统以满足工农业生产的需要。
1 总体设计方案
1.1系统的设计要求
A.系统的基本功能
a.可以在系统的控制下快速地完成充电过程;
b.充电过程中，实时监测并且随时显示电池的充电状态;
c.充电系统按照设定的充电方法给电池充电，并能根据电池电压和充电电流自动转换充电状态，在蓄电池充满电后，自动转入浮充状态。
B.系统的理想技术指标
根据本课题面向的对象，对本充电系统的充电电源提出下面的理想技术指标:
a.充电电源输出直流电压可在 0V-180V范围内调整工农业生产使用的电机车所用的蓄电池组一般由48节铅酸蓄电池构成，每节电池的充电极限状态或高阻抗电池的充电饱和电压均假设为3V，则48节电池的极限端电压为144V。因此充电电源开路电压必
须在144V以上。根据实际情况，要求充电系统输出的充电电压在 0V-180V范围内调整。
b.充电电源输出直流电流可在0-60A范围内调整充电系统工作时，应能够根据使用者的需要来改变充电电流的大小。例如:对一个5Ah的电池组，当采用1倍速率充电时，充电电流应为5A;当采用2倍速率充电时，充电电流应为10A。根据实际情况，要求充电系统输出的充电电流在0-60A范围内调整。
1.2智能充电方法的选择
充电方法的选择是十分重要的，不同的充电方法，其充电速度的差别可能很大，导致充电效果的差距也会很大。系统所要求的充电方法，一方面要求能够最大程度地加快蓄电池的化学反应速度，缩短蓄电池达到满充状态的时间，使充电速度得到最大的提高;另一方面，又要保证蓄电池负极的吸收能力，使负极能够跟得上正极氧气产生的速度，以避免电池的极化现象。
根据上面的标准和实际的对象，在分析了传统的充电方法和几种快速充电方法的基础上，本充电系统采用恒压限流充电和脉冲充电相结合的充电方法，将充电过程分成几个子充电过程，充电电流总体上呈逐级递减的趋势并保持恒定电压，而每个子充电过程按“正脉冲充电一停充一负脉冲放电一停充一再正脉冲充电”这种循环过程进行，直至电池的容量达到额定容量的80%以上。之后转入浮充状态，使电池电量完全恢复，即达到额定容量。
1.3系统的结构原理框图
本充电系统的结构原理框图如图1.3-1所示，它包括提供充电的电源和作为管理中心的控制系统。在系统设计中，充电电源采用开关电源。通常把采用“交流一直流一交流一直流”这种电路的装置称为开关电源。从输入输出关系来看，开关电源是一种“交流一直流”的变流装置，然而由于开关电源采用了工作频率较高的交流环节，变压器和滤波器都大大减小，因此同样功率条件下其体积和重量远远小于传统的相控电源。除此之外，工作频率的提高还有利于控制性能的提高。系统的主回路由充电电路、放电电路及控制电路组成，其中充电电路采用整流桥式电路。
图1.3-1 系统的结构原理框图
控制电路部分实际上是一个实时监测和控制系统，包括对电池温度、蓄电池端电压、充电电流等参数的监测，对收集信息的分析和计算处理，对充电机工作参数的设置和显示等。其控制过程主要是通过采集蓄电池的相关参数，送入80C196KB单片机进行预定的分析和计算，得出相应的控制数据，从而控制输出电压、电流，完成对蓄电池的智能充电。其中控制电路的核心采用80C196KB单片机芯片，具有高度的集成度。
1.4充放电方法的控制与实现
在充电方法的实现上，我们设计了以80C196KB单片机控制为主的控制方法，将采集到的电池温度、电池端电压、充电电流等状态信息，送入CPU后要进行必要的处理和判断，以此来改变充电方式，实现智能充电。其优点是结构简单、便于操作、维修方便、成本低。在放电方法的实现上，采用大功率IGBT管进行PWM控制，以控制放电电流大小，保持其高稳定性。
2 课题的研究现状
2.1充电技术的发展状况
对于铅酸蓄电池来讲，传统的充电方法主要有恒流充电、恒压充电和恒压限流充电。这些传统的充电方法，一方面控制电路简单，实现起来比较容易;另一方面充电时间比较长，充电方法过于单一，会对蓄电池本身造成损害，以至影响蓄电池本身的使用寿命。
针对传统的充电方法充电缓慢、安全性能不好等缺点，目前国内外陆续提出了一些新型的充电方法，如定化学反应状态法、脉冲式充电法、变电流间歇/定电压充电法、
分级定流充电法、变电压间歇充电法等。对铅酸蓄电池来讲，其中的分级定流充电法己经得到了广泛的应用。这些充电方法的原理绝大多数都是在传统方法的基础上加以改进，以便使其充电电流能够更好地逼近蓄电池的可接受充电电流曲线。
近几年开始有人采用一些更加新颖的充电方法，例如模糊控制充电法。这种充电方法开始摆脱传统充电方法的束缚，将模糊控制技术引入充电方法，利用模糊控制本身适合处理多输入多输出非线性系统的优势，能够更好的处理蓄电池充电过程中的时变性和抗干扰等常规控制方法所难以解决的问题[3]。
2.2充电电源的发展状况
目前，常用的充电电源主要有以下三种:相控电源、线性电源、开关电源。
相控电源是比较传统的电源，它是将市电直接经过整流滤波后输出直流，再通过改变晶闸管的导通相位角，来控制整流器的输出电压。相控电源所用的变压器是工频电源变压器，它的体积比较庞大，由此造成相控电源本身的体积庞大、效率低下，并且该类电源动态响应差、可靠性能低。目前相控电源己经有逐步被淘汰的趋势。线性电源是另一种常见的电源，它是通过串联调整管可以进行连续控制的线性稳压电源。线性电源的功率调整管总是工作在放大区，流过的电流是连续的。由于调整管上损耗功率比较大，所以需要采用大功率调整管并且需要装配体积很大的散热器[4]。
随着电力电子技术和自动控制技术的发展，尤其是大功率高压场效应管等新型高频开关器件的出现，使得开关的速率大大提高。关断时间加快，使存储时间大大缩短，从而大大提高了开关频率。提高功率变换器的开关频率，可以提高其性能，同时还可以减小功率变换器中的变压器体积和重量，以及电感、电容等无源器件的容量，进而可减小它们的体积和重量。并且当开关频率高于18kHz时，可消除噪声对人耳的影响。
2.3传统的充电方式
A.恒流充电
在充电过程中随着电池电压的变化要调整电流使之恒定，一般采用1oh率或20h率电流充电。这种维持电流恒定的方法，从直流发电机和硅整流装置中都能得到实现，其操作简单、方便，易于做到。这种充电方法特别适用于由多数电池串连的电池组，落后电池的容量易于恢复，最好用于小电流长时间的充电模式。恒流充电方式的不足是，开始充电阶段电流过小，在充电后期充电电流又过大，整个充电时间长，析出气体多，对极板冲击大，能耗高，充电效率不超过65%。鉴于这个缺点，在国外除非蓄电池需要长
时间小电流进行活化充电外，已经较少使用。这种充电方法，充电时间均在10h 以上[6]
。
B.恒压充电
此法是对每只单体电池以某一恒定电压进行充电。因此充电初期电流相当大，随着充电进行，电流逐渐减小，在充电终期只有很小的电流通过，这样在充电过程中就不必调整电流。此方法较简单，因为充电电流自动减小，所以充电过程中析气量小，充电时间短，能耗低，充电效率可达80%，如充电电压选择得当，可在8h 内完成充电。其缺点是:
a.在充电初期，如果蓄电池放电深度过深，充电电流会很大，不仅危及充电机的安全，电池也可能因过流而受到损伤;
b.若充电电压选择过低，后期充电电流又过小，充电时间过长，不适宜串联数量多的电池组充电;
c.蓄电池端电压的变化很难补偿，充电过程中对落后电池的完全充电也很难完成。恒压充电一般应用在电池组电压较低的场合。
C.植压限流充电为补救恒压充电的缺点，广泛采用恒压限流的方法。在充电电流与电池之间串联一电阻，称为限流电阻。当电流大时，其上的电压降也大，从而减小了充电电压;当电流小时，用于电阻上的电压降也很小，充电设备输出的电压降损失就小，这样就自动调整了充电电流，使之不超过某个限度，充电初期的电流得到控制。此法也称为准电压充电法，串联的电阻值可按下式计算
(2.1U R R I -=-内） (2.3-1) 式中
U —充电电源电压（V ）
I —充电电流（A ）
R(内)—电池内阻（因很小可以忽略）
3 铅酸蓄电池智能充电的基本原理
3.1蓄电池的基本概念和工作原理
3.1.1电池的种类和特性
本课题研究的充电对象是应用于工农业生产的电机车所使用的铅酸蓄电池。为了更
好的理解我们所面对的研究对象，需要介绍一下它的庞大家族一电池的种类以及他所拥有的各自不同的特性。
蓄电池又称为二次电池，二是化学龟池(所谓化学电池是指能将化学能直挤转换为电能的装置)的一种，它不仅能将储备的化学能变为电能(这一过程称为放电)，而且当参加反应的物质以电能的形式释放完毕之后，再用充电器对它输入直流电能(这一过程称为充电)，又可将已损耗的活性物质复活。一般使用的化学电池分为原电池和蓄电池两种。原电池只能使用一次，即我们所说的干电池，蓄电池就可以多次反复位用[7]。
蓄电池主要由三个部分组成:发生氧化反应的阳极、发生还原反应的阴极、以及将阳极反应和阴极反应统一在一起的介质电解液。在电极里发生氧化反应和还原反应的物质被称为活性物质。依据使用场所的不同，蓄电池有固定型(供室内装置使用)、移动型(便于携带用)之分。移动型电池还可分为电动机车型和启动型蓄电池。依据蓄电池电解质的状态不同分类:可分为电解质采用稀硫酸的称为铅酸蓄电池，采用硫酸电解质胶体的称为胶体铅蓄电池。又依据蓄电池电解质性质来区分:电解质采用稀硫酸的称为酸性蓄电池;采用碱性电解质的称为碱性蓄电池。例如铅酸蓄电池为酸性蓄电池，而镍镉电池则为碱性蓄电池。根据蓄电池的结构又可分为开口蓄电池和密封蓄电池两种形式。开口蓄电池具有以下的特点:可以进行大电流放电、自放电小等。但是开口蓄一电池不便于维护，它需要经常补加蒸馏水和更换电解液;而密封蓄电池在这方面具有明显的优势一它具有密封好、无泄露、无污染、无需维护、易保存等特点，一能够保障人体以及各种设备的安全[8]。
目前主要的蓄电池有以下四种;铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍金属氧化物蓄电池和锂离子蓄电池。这四种蓄电池具有共同的功能就是为最终产品提供可补充的电能，但不同的电池具有不同的特性，适用的对象和场合也是不同的。
选择电池的依据主要是电池的能量密度、电池的容量及内阻，它们块定了电池为负载提供电能的速度和大小。对于放电速率要求不高的产品，如便携式计算机、蜂窝电话机和手提式视频设备，可以使用镍金属氧化物电池和锂离子电池。因为它们具有较大的内阻，从而限制了峰值放电电流，使它们适用于长期电流消耗要求较小的产品。而铅酸电池和镍福电池由于内阻较小，可以提供较大的电流，所以适用于放电速率要求较高的产品，如一些由电池供电的电动工具，比如锄草机。在这些电池当中，铅酸蓄电池具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等特点，在国内外得到了广泛应用。
3.1.2铅酸蓄电池的基本概念
因为蓄电池的充电本身涉及到许多相关的专业知识，为了能够更好的理解我们所涉及的主题，本节将简要地介绍铅酸蓄电池有关的基本概念。
a.电池单元，单个电池一般来讲，每个电池由六个单元(Cell)组成，单元之间串联。对于每个单元2V的电池来说，单个电池的电压为12V。
b.放电速率(Dicharge Rate)为了对不同容量的电池加以比较，电池的放电电流不用电流的绝对值来表示，而是用电池容量C和放电时间t的比表示，称为电池的放电速率或放电倍率。例如一个容量C为60Ah的电池，对它进行2小时的放电后电池的电量完全放完，则它的放电电流为
I=C/2=0.5C (3.1.2-1) 即它的放电速率为0.5C;若采用0.5小时对它放电完毕，则它的放电电流为
I=C/0.5=2C (3.1.2-2) 即它的放电速率为2C。充电速率的描述和放电速率相同，采用这种形式来描述电池的充放电更为直观和方便。
c.电池的终止电压和过放电、电池的过充电终止电压是指电池可放电的最低电压，当蓄电池的放电电压低于这一电压值时就不能正常工作了。若蓄电池在低于终止电压情况下继续放电，称为过放电，这极易对电池造成永久性伤害。
当高速率充电而又不能及时地在满充点结束充电，电池则很容易存在大电流过充电的问题。过充电会使电池内部的温度和压力都急剧上升，造成对电池的伤害。这是因为在过充电阶段电池内部所进行的反应为消耗反应，它会加大电池内部压力。同时，此时氧气的产生和吸收都是放热反应，因此会使电池温度迅速上升。因此在电池充电接近满充点时，只能采用低速率充电，因为电池在低电流过充时所产生的极化现象较轻，同时电池的热量可以及时地向空中散发，基本上不会对电池造成伤害。
d.电池容量电池容量是蓄电池使用过程中的一个重要参数，一是指蓄电池充足电后，放电到终止电压时所输出的电量，也就是在一定的放电条件下可以从电池中获得的电量。电池容量用c表示，其单位用Ah、mAh来表示。一个电池有理想容量、标称容量和实际容量等区分。
理想容量:是指假设活性物质全部参加电池的成流反应所给出的电量:它是根据活性物质的质量依照法拉第定律计算得到的。为了比较不同系列的电池常用容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，常以Ah/KG或Ah/L表示。
标称容量:是指设计和制造电池时，规定或保证电池在一定放电条件下应该放出的 最低限度的容量。通常是指在一定温度下，用一定的放电率:(例如C/20)对某一型号的电池进行恒流放电所能放出的最大容量。我国一直以C/20作为国家标准。
实际容量:是指在一定的放电条件下电池实际放出的容量(又可称为有效容量)，等于放电电流与放电时间的乘积，其值小于理论容量。恒电流放电时的计算方法见式
恒电阻放电时的计算方法见式（3.1.2-2）： C=Q=I*t (3.1.2-2)
01C=I T T
dt Udt R =?? (3.1.2-3) 式中
I--放电电流
R--放电电阻
T--放电至终止电压的时间
电池的功率:是指电池在一定放电条件下，电池于单位时内所能给出一能量的大小，单位W(瓦)或KW(千瓦)。单位重量电池所能给出的功率称为比功率，单位是W/K g 或KW/kg 。
e.充电状态(State of Charge:即SOC)充电状态的定义如式(3.1.2-4)，它是指某个时刻电池所剩电量Cr 与电池标称总容量Ct 的比，通常把在一定温度下电池充电到不能再吸收能量的状态定义为 100/%的充电状态(SOC)，而将电池再不能放出能量的状态定义为0%的充电状态(SOC)。
SOC=(Cr/Ct)*100% (3.1.2-4)
由于Cr 和Ct 都受到未来放电状态的影响，而这个序列一般是无法预知的。更实用的定义是式(3.1.2-5):
SOC1=(I-Cu/Cd)*100% (3.1.2-5)
Cu 是当时的已用容量，它是从完全充满的状态开始计量的。SOC1和Cu 是在给定电流下的，SOC 和Ct 通常取三或五小时放电率下的电流。因此剩余电量的定义如式(3.1.2-6)。相比较上面的定义来讲，这个定义含义更明显和更容易实现。
Cr=Cd-Cu (3.1.2-6)
f.放电深度(Depth of Discharge:DOD)放电深度定义如式(3.1.2-7)
DOD=Qe/C (3.1.2-7)
放电深度是指蓄电池在使用的过程中，电池放出的电量Qe与电池标称容量C的比，也就是电池所放的安时数占它的标称容量安时数的百分比。它SOC关系见式(3.1.2-8):
DOD+SOC=1 (3.1.2-8) 当电池放电深度为100%，电池的实际使用寿命大约是200-250次充放电循环。如果将电池的放电深度减为50%，它所允许的充放的循环可增至500-600次左右。当电池的放电深度减为30%时，允许的充放电的循环可高达1200次左右。因此，为延长电池的使用寿命，尽量不用让电池处于深度放电状态。
g.充电深度（Depth of Charge :DOC)充电深度定义如式(3.1.2-9):
DOC=(C-Qe)/C (3.1.2-9) 它是指电池可能剩余的电量(C-Qe)与实际电池容量C(与温度和电流有关)的比，DOC 的值不仅与电池的当前状态(SOC、温度、电流等)有关，并且与将来电池的放电情况有关，DOC比SOC更能反映电池的实际情况。
h.电池的内阻和极化现象、电池的老化当电流流过蓄电池时，蓄电池两端所呈现出来的电阻称为蓄电池的内阻，这个内阻与其他电源的内阻有所不同，它包括两个部分，即:
R=Ro+Rn (3.1.2-10) 其中Ro为电极与电解液的内阻之和，该电阻遵守欧姆定律，是不变的量;Rn是由于电流流过蓄电池时两电极的电位有所改变而表现出来的，因此又称为极化电阻或假电阻，其值与流过电池的电流强度有关，电流越大，Rn越大。
电池在开始使用的一段时间内，电池容量增加大约5%~10%。接下来的一段时间，电池的容量大约不变，然后开始慢慢减少，即开始了电池的老化过程。当电池的老化达到一定程度时，这个电池就报废了。一般经验来讲，当电池的容量达到额定容量的80%时，就可以认为电池的寿命基本结束了。
i.循环寿命(Cycle Life)循环寿命是指在其实际容量降低至某一规定值之前所经历的充放电循环的次数，通常用来定义蓄电池的使用寿命。根据我们前面所讲的放电深度的概念中可以看出，放电深度不同，电池的循环寿命是不同的。
j.自放电现象(self-Discharge)当电池处于闲置不用(非工作状态)时，虽然没有电流流过蓄电池，但电池内的活性物质与电解液间自发的反应却一直在进行，这造成了电池内的化学能量无益的损耗，使电池的容量下降，通常将这种现象称为电池的自放电。
自放电通常与环境温度有密切关系。当环境温度较高时，电池的自放龟现象比较明
显。所以电池应在适宜的温度和湿度下保存。自放电一般不会损伤电池，只要重新充足电量，还可以照常使用。铅酸蓄电池的自放电相对镍福蓄电池来讲比较严重，经验表明铅酸蓄电池在闲置一个月后，自放电达30%左右。考虑到这一点，在设计蓄电池智能充电系统时，应在电池长时间不用的情况下对电池进行补充充电。
k.电池的记忆效应首先申明一点，电池的记忆效应并不是所有的蓄电池都具有的现象，它是烧结式蓄电池特有的现象，象我们所说的镍镉电池就具有记忆效应，而铅酸蓄电池就不具有记忆效应。在电池的正常使用过程中(电池放电完全)，电池极板上的晶体尺寸保持较小，如果电池放电不完全，NiOOH 未完全转化为Ni(OH)2，NiOOH 将凝结在一起，形成较大的晶体结构即枝状物，极板上的晶体尺寸改变!.当再次充电时这些集结了的晶体结构不再参加反应，使得电池无法充电至电池的额定容量，这时便称电池具有了记忆效应。一有记忆效应的电池表现为即使己充满电，电池也无法释放出额定的容量。记忆效应是一种暂时的现象，一也常被称为电池的可逆故障，只要将电池充满后再做深度放电，如此反复几次，便可以将电池再次激活，恢复其原有的容量。
3.1.3铅酸蓄电池的工作原理
19世纪中期，铅酸蓄电池的问世解决了部分小用电设备的随机用电向题。虽经历了100多年的发展，但其工作原理基本上没有什么变化，它的正常充放电化学方程式为
22442222PbO Pb H SO PbSO H O ++?+ (3.1.2-11)
以上铅酸蓄电池的充放电化学方程式为理想化的原理方程式，似乎只要不受到机械损伤，一只铅酸蓄电池就可以无休止地使用下去，完成充放电过程。
铅酸蓄电池在充电时，正极由硫酸铅(PbSO4)转化为二氧化铅(PbO2)后将电能转化为化学能储存在正极板中;负极由硫酸铅转化为海绵状铅(Pb)后将电能转化为化学能储存在负极板中。
在放电时，正极由二氧化铅(PbO2)变成硫酸铅(PbSO4)而将化学能转换成电能向负载供电，负极由海绵状铅(Pb)变为硫酸铅(PbSO4)而将化学能转换成电能向负载供电。
铅酸蓄电池在充放电过程中，正极和负极必须同时以同当量、同状态(如充电或放电)进行电化学反应才能实现上述充电或放电过程，任何情况下都不可能由正极或负极单独完成上述反应。由此可知，如果一只铅酸蓄电池中正极板是好，而负极板损坏了，那就等于这只铅酸蓄电池变成了报废的铅酸蓄电池。同样，如果一只铅酸蓄电池中的负极板是好的而正极板损坏了的话，这只铅酸蓄电池也将变成一只报废的铅酸蓄电池。除此之外，正极板中可以参加能量转换的物质量(活性物质的量)与负极板中可以参加能量
转换的物质量(活性物质的量)要互相匹配。如果不匹配，一个多而另一个少的话，多出来的部分就是一种浪费，而且每种参加电化学反应的物质与另一种物质相匹配的量都是不同的，科学家们把每一种物质可将一个安培小时的电量转化为化学能储存起来的量叫做该物质的电化当量(即电能与化学能转换的相当物质的量)。每一种活性物质的电化当量都是由其电化学反应方程式计算出来的。
事实上，蓄电池在充电时候会有气体析出，这是因为在进行充放电过程中还会有其他的化学反应发生，如充电时候会产生氢气和氧气两种气体，其化学方程式如下：
22222H HO H O +-+?+ （3.1.2-12）
3.2 铅酸蓄电池的充电特性
通常，对铅酸蓄电池进行充电时，都是用曲线来表达电池的端电压、锡电压、电解液的密度以及电解液的温度随时间的变化，把这样的一些曲线，称为电池的特性曲线，来表示电池的各种特性。一般因电池和极板种类的不同而略有差异。在充电过程中，电池端电压的变化，可表示如下:
U E R +-??+I =+?? （3.2-1）
式中
U —充电时电池的端电压(v);
+??—正极板的超电势(v);
-??—负极板的超电势(v);
I —充电电流(A):
R —电池的内阻(Q)。
充电时电池的电压变化曲线如图3.2-2所示
图3.2-2 铅酸电池充电时电压变化
从图3.2-2可以看出，在充电开始时，由于硫酸铅转化成为二氧化铅和铅，相应的有硫酸生成，因而活性物质表面硫酸浓度迅速增大。因此，电池端电压沿着OA而急剧上升。当达到A点后，由于扩散使活性物质表面及微孔内的硫酸浓度不再急剧上升时，端电压也就上升的较缓慢(ABC部分)。这样，活性物质逐渐从硫酸铅转化成为二氧化铅和铅，活性物质的孔隙也逐渐扩大，孔隙率增加。随着充电的进行，逐渐接近于电化学反应的终点，即充电曲线的C点。当极板上所存硫酸铅不多，通过硫酸铅的溶解，提供电化学氧化和还原所需的离子极度缺乏时，电化学反应的极化增加，这时正极的电极电势变得很正，使得氧气大量析出。负极的电极电势变得很负，达到析出氢的电势，结果充电的电池端电压迅速升高，大量气体析出，进行水的电解过程，表现为充电曲线的CD段电压急剧上升。
需要指出，尽管在电解液中具有较高的氢离子浓度，以及H2/H+的平衡电势比Pb/PbSO4还正，但由于氢在铅上具有很高的超电势，所以在充电过程中主要进行Pb2+离子的还原，而不是H-离子的还原，只有在充电后期方有氢的析出，如有比氢超电势低的杂质存在于极板的表面，其结果是充电终期端电压低下，充电不完全。
3.3 J.A.马斯(J.A.Mas)三定律
1967年美国人J.A.Mas研究了充电过程中析气的问题，找出了析气的原因和规律，他以最低析气率为前提，找出了蓄电池能够接受的最大充电电流，和可以接受的充电电流曲线。对蓄电池快速充电的理论也进行了探讨，并在实践的基础上提出了蓄电池快速充电的一些基本定律。
在充电过程中，用某一速率的电流进行充电，蓄电池只能充到某一极限值，当达到这一极限后，继续充电时，只能导致电解水反应而产生气体和温升，不能提高蓄电池的充电速度。
图3.3-2为蓄电池在充电过程中，只持续产生微量气体的充电特性曲线，在充电中任一时刻t，蓄电池可接受的充电电流
0at
I I e-
=(3.3-1)式中
Io—当t=0时的最大起始电流;
I—任意时刻t时蓄电池可接受的充电电流;
a—衰减率常数，也称充电接受比。
图3.3-2 充电电流接受特性曲线
图3.3-2是一条自然接受特性曲线，超过这一接受曲线的任何充电电流，不仅不能提高充电速率，而且会增加析气。小于这一接受特性曲线的充电电流，就是蓄电池具有的储存充电电流，该电流称为蓄电池的充电接受电流。
如果遵循接受特性曲线充电，在某一时刻t，已充电的电量C是从0到t时曲线下面的面积，
到最后全部充电电量为C也就是先前放掉的容量。
J.A.Mas在实验的基础上，提出了蓄电池快速充电的三定律。
第一定律:蓄电池在采用任意放电电流后，其充电接受比和放电放掉的容量的平方根成反比。
它定量地表明随放电深度不同，充电接受能力的变化。
第二定律:对于任何放电深度，一个电池的充电接受比a是和放电电流Id的对数成正。
它定量地表明随放电率的不同，充电接受比的变化。
第三定律:一个电池，经几种放电率放电，其接受电流是各放电率下接受电流之和。
因此电池在充电前或在充电过程中应适当地给予放电。这就等于改变放电的深度，即不管被充电电池最初的放电深度如何，可以给它加上新的符合需要的放电深度，以使接受电流接近于充电电流，从而进一步打破了指数曲线的自然接受特性。
3.4极化电压
当充电电流超过蓄电池接受电流值时，就会大量地产生气体。这是由于极化现象严重引起的。极化是一切电化学反应所具有的共同现象。极化电压降由三部分组成，即欧姆极化(纯电阻电压降)、浓差极化和电化学极化。
a.欧姆极化指的是电池内部各个导电部分，包括极板、隔板、电解液和外部连接部分如极柱、连结条的电阻等所产生的电压降，此压降值遵循欧姆定律，当充电电流停止后可立即消失。
b.浓差极化由极板表面附近决定电极电势数值的那种离子浓度的变化所引起。当未接通电路时，电池中电解液的浓度在各处的分布是均匀的。充电开始后，由于发生了电化学反应在正极附近消耗了水，并有硫酸产生，负极附近也有硫酸产生。两极极板附近硫酸浓度的升高，造成与其它地方的电解液浓度的差异。而电极的平衡电势是根据H+离子和HSO4-离子浓度确定的。
c.电化学极化溶液中的铅离子需要得到或失去电子进行还原或氧化反应。电子传导的速度接近于光速，它比离子失去或得到电子进行氧化还原的电化学反应速度快得多，因此在阴极上将有过剩电子的积累(指与通电流前相比)，而在阳极上将有电子的减少。阴极上电子的过剩促使铅离子以更快的速度获得电子而还原。同理阳极上电子的减少促使铅离子以更快的速度失去电子而氧化。最终达到动态平衡，即电子传导的速度与电化学反应速度相等，这时电极表面上电荷的数目不再继续改变，但与未通电流之前相比，阴极上积累了电子，阳极上减少了电子，于是引起电极电势和平衡电势的偏离，正极(即阳极)的电势更正，负极(即阴极)的电势更负。这种由于电化学反应的迟缓性所引起的电极电势偏离平衡电势，称为电化学极化，偏离的数值称为过电势(或超电势)。在切断电源后，由于电化学反应的迟缓性而产生的平衡电极电势的偏移就迅速地下降，在微秒
级内就显著地降低。
由于极化产生的过电势，不仅阻碍充电电流，放慢了电化学反应。而且还产生一系列副作用，诸如产生大量气体，使电解液温度升高，水分损失，从而增加维护量，能量无谓的损耗等等。这些都需要设法防止和消除。也就是实行智能充电要解决的问题。若有适当的方法消除极化，而不影响蓄电池本身的性能，就可以达到智能充电的目的。
3.5智能充电的基本原理和控制方法
3.5.1智能充电的基本原理
智能充电的特性曲线如图3.5.1-1中的II线所示。它是通过改造蓄电池固有的可接受电流的特性曲线(图3-3中I线)，尽可能地延长其初始最大电流的时间来达到缩短总的充电时间的目的。
图3.5.1-1中II线超出蓄电池固有的可接受充电电流的特性曲线(斜线部分)，按照马斯理论，超出部分的电量将用于产生气体释出，使电解液的温度升高，造成电池极板活性物质脱落损坏等一系列副作用，发生这种现象的原因是伴随着大电流的充入，电池极化现象严重地阻碍电化学反应的进行，最终导致蓄电池的不可逆反应，为了使持续电流能顺利地进行充电，就必须适当地消除电流引起的极化现象。消除极化是智能充电的关键技术所在。
图3.5.1-1智能充电的特性曲线
3.5.2智能充电的几种控制方法
如前所述，智能充电是通过尽可能地延长蓄电池所固有的可接受初始电流的持续时间来实现的。在这段时间里，所要解决的问题是消除极化，而消除极化的主要手段是对蓄电池实施放电，放电量一般为窄而深的放电脉冲。目前国内外各种快速充电装置无一例外地采取这一手段来达到充电快速的目的。但采取的具体策略有:按引进放电脉冲的时刻不同分为充电后期引进放电脉冲法和充电全过程引进放电脉冲法;按引进放电脉冲的具体方案不同，又分为固定电阻为负载实施放电方式和逆变放电法。
a.充电后期引进放电脉冲法采用这种方法，是在充电前期以恒定的大电流进行充电，当反馈系统检测出蓄电池的端电压达到一种“极化点”时，实施放电。
b.充电全过程引进放电脉冲法采用这种方法，是在充电全过程实施放电脉冲去极化。整个充电过程按照“充电一停充一放电一停充一充电”这一既定的程序周而复始。权衡这两种方法，第二种方法更为合理科学。这是因为:
第一，极化电压是伴随大电流的介入而产生。在大电流充电的初期，极化电压就已严重存在，不及时予以处理，大电流充电在其初期就难于进行。
第二，采用第一种方法，反馈系统检侧出的蓄电池的端电压包含有整流叠加电压的成分，该值随充电电流大小而异，以此作为指令来控制充电过程并不能真实地反映出蓄电池电动势的增长状况。
第三，经验表明，所谓“极化点”并不是一个固定的量值，不同容量的蓄电池，以及蓄电池的残余容量不同，其极化点也不尽相同。
c.以固定电阻为负载实施放电法这种方法的具体电路如图3.5.1-1-4所示。充电装置中设置一固定电阻R，开关K闭合，蓄电池组E对负载R放电。
图3.5.2-1 固定电阻放电法图3.5.2-2 逆变放电法所用电路
e.逆变放电法逆变放电法所用电路如图3.5.2-2所示。蓄电池组E通过开关K闭合
B6充电器中文说明书 B6充电器中文说明书 一.充电器参数：（精度可调节） —电压值：DC11.0-18.0V AC100-240, -50/60HZ 12V DC 5A 二.—最大充电功率：50W —最大放电功率：5W —充电电流值：0.1-5.0A —放电电流值：0.1-1.0A —单个电池的电流：300mah/cell —镍氢/镍镉电池个数：1-15cell —锂离子/聚合物级数：1-6节（注：支持Li-Fe电池，即A123） —PB电池电压：2-20V 二.按键功能Batt. Type / Stop按钮：电池种类以及停止按钮，接电后即可 使用该按钮在主菜单中进行切换，充电时可随时按此键停止；Dec. / Inc. < Status >按钮：减小以及增加按钮，设置各种数值时Dec.是减小，Inc.是增加，充电时按这两个按钮以浏览电池不同信息；Start / Enter按钮：开始以及确定按钮。三.操作说明 接通电源，即显示主菜单此时可以按Batt. Type / Stop 按钮，在主要的几个菜单中进行切换，它们是： 1)Program Select LiPo BATT 对锂电池系列进行充放电的主菜单 2)Program Select MiMH BATT 对镍氢电池进行充放电的主菜单 3)Program Select NiCd BATT 对镍镉电池进行充放电的主菜单 4)Program Select
Pb BATT 对蓄电池进行充放电的主菜单 5)Program Select Save Data 保存设定数据菜单 6)Program Select Load Data 加载数据菜单 7)User Set Program-> 使用者设定菜单 ⑴锂电池充放电1.) 充电开机后显示主菜单：Program Select LiPo BATT 按Start / Enter按钮确定屏幕显示LiPo CHARGE 0.1A 11.08V(3S) 这个是锂电充电，非平衡充，不推荐所以要继续.(适用于不带平衡端子的锂电池) 按Inc. > ，屏幕显示：LiPo BALANCE 0.5A 12.8V(3S) 这个就是锂电平衡充电功能了，我们模型基本要用的就是平衡充电，所以要在这里进行操作，如下：按Start / Enter，A前面的数字闪烁按Dec. < 或者 Inc. >改变改数值大小，这个是充电电流选择，锂聚合物电池最多不可超过1c，也就是4400mah电池最高用4.4a，2200mah电池最高用2.2a，这样类推；建议保守点用0.5c，即4400mah电池用2.2a，依此类推 Dec. < 减小该数值，Inc. > 增加该数值按Start / Enter，V(3S)前面的数字闪烁按Dec. < 或者 Inc. >改变改数值大小，这个是选择电池额定电压，为3.7的倍数，车用电池一般为7.4v，即2S（每3.7v=1S）长按Start / Enter，出现如下屏幕：Battery Check Wait… 如果电池连接不正确，则显示：CONNECTION BREAK 如连接正确，则显示：上行：R: *SER S: *SER (说明一下：R: *SER是指充电器自动检测到的电池节数，S: *SER是你设置的电池节数，如果数值不等，请不要开始充电，以免损坏电池)
// 铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉，使用十分广泛。由于其固有的特性，若使用不当，寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。因此，设计一种全新的智能型铅酸蓄电池充电器是十分必要的。 1常规充电方式 铅酸蓄电池的常规充电方式有两种:浮充(又称恒压充电)和循环充电。 浮充时要严格掌握充电电压，如额定电压为12V的蓄电池，其充电电压应在13.5～13.8V 之间。浮充电压过低，蓄电池会充不满，过高则会造成过量充电。电压的调定，应以初期充电电流不超过0.3C(C为蓄电池的额定容量)为原则。 循环充电，其初期充电电流也不宜超过0.3C，充电的安培小时数要略大于放电安培小时数。也可先以0.1C的充电速率恒流充电数小时，当充电安培小时数达到放电安培小时数的90%时，再改用浮充电压充电，直至充满。 以上为目前常用的铅酸蓄电池充电方式，但这两种方式存在着一些不足之处。在充电过程中，电池电压逐渐增高，充电电流逐渐降低。由于恒压充电不管电池电压的实际状态，充电电压总是恒定的，充电电流刚开始比较大，然后按指数规律下降;采用快速充电可能使蓄电池过量充电，易导致电池损坏。对于循环充电而言，采用较小电流充电，充电效果较好。但对于大容量的蓄电池，充电时间就会拖得很长，时效低，造成诸多不便。 2智能型充电器的充电过程分析 通过对上述两种充电方式的分析比较，综合其优点设计出具有快充和慢充的智能型铅酸蓄电池充电器。该充电器采用单片机控制，充电过程分为快充、慢充及涓流充三个阶段，充电效果更佳。图1所示为该充电器的充电电流、电压曲线。 从图1可以看出:在快充阶段(0～t1)，充电器以恒定电流1C对蓄电池充电，由单片机控制快充时间，避免过量充电;在慢充阶段(t1～t2)，单片机输出PWM控制信号，控制斩波开关通断，以恒定电压对蓄电池进行充电，此时充电电流按指数规律下降，当电池电压上升到规定值时，结束慢充，进入涓流充阶段;在涓流充阶段(t2～t3)，单片机输出的PWM控制信号，使充电器以约0.09C的充电电流对蓄电池充电，在这种状态下，可长时间对蓄电池充电，从而能最大限度地延长蓄电池寿命。 3智能型充电器的工作原理 根据上述分析而设计的智能型铅酸蓄电池充电器，主要由开关稳压电源、斩波开关、控制器和辅助电源等四个部分组成，并具有过流保护、过压保护和超温保护功能。图2为充电器原理框图，图3为充电器电路原理图。 3.1开关稳压电源
单片机原理及应用课程设计教学大纲 课程设计名称：单片机原理及应用课程设计编号：E1010020 课程设计学分：2.0 课程设计周（时）数：2周课程设计授课单位：测控技术及仪器指导方式: 集体辅导与个别辅导相结合课程设计适用专业：测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化 课程设计教材及主要参考资料： 《单片机原理及应用》，张毅刚，高等教育出版社，2004年， 《单片机教程》，蔡惟铮编，东北大学出版社，2001年， 服务课程名称：单片机原理服务课程编号：T1010020 服务课程讲课学时：40 服务课程学分：2.5 一、课程设计教学目的及基本要求 1．了解并掌握单片机的原理、结构、指令、运行模式、功能模块及应用开发方法。 2．提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。 3．掌握汇编语言的设计和调试。 4. 掌握C－51语言的设计和调试。 二、课程设计内容及安排 1．掌握各种进制数的特点及其转换方法。 2．掌握MCS-51单片机的硬件结构的特点，详细了解MCS-51单片机的各种资源。 3．了解单片机的指令系统、指令格式及其意义。 4．理解中断的基本概念，了解单片机的中断响应。 5．掌握存储器的分类，熟练掌握存储器的扩展。 6．了解单片机的接口技术及其串行通讯方式。 7．编写课程设计报告，掌握汇编语言的设计和调试方法。 设计题目: 1．交通灯控制系统 实验目的：（1）学习输出口的使用方法；（2）学习延时子程序的编写；（3）交通灯的控制规律 实验要求：设计并且制作交通灯控制系统，编制控制系统监控软件；交通灯控制软件，要求以单片机为核心，P1口输出口接三只发光二极管（红绿黄）， 编写程序，使发光二极管按交通灯的控制规律点亮。 思考问题：改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。红绿灯不允许同时点亮，红绿灯交换时黄灯闪烁，考虑车流量情况，改变交通灯指挥状况，单路 口/多路口情况，寻求最佳交通流量。
前言 (4) 第一章充电器原理 (5) 1.1 蓄电池与充电技术 (5) 1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 (5) 1.3 充电器充电原理 (6) 1.3.1 蓄电池充电理论基础 (6) 1.3.2 充电器的工作原理 (8) 第二章总体设计方案 (10) 2.1 系统设计 (10) 2.2 方案策略 (10) 第三章硬件电路设计 (12) 3.1 电路总体设计 (12) 3.2 芯片介绍 (12) 3.2.1 LM358双运放 (12) 3.2.2 UC3842单管开关电源 (13) 3.2.3 EL817光耦合器 (14) 3.2.4 场效应管K1358 (15) 3.3 电动车充电器原理及各元件作用的概述 (16) 3.3.1 充电器原理图 (16) 图3.5 充电器原理图 (16) 3.3.2 各元器件作用概述 (16) 3.4 功能模块电路设计 (17) 3.4.1 第一路通电开始 (17) 3.4.2 第二路UC3842电路 (17) 3.4.3 第三路LM358（双运算放大器）电路 (18) 3.5 电动车充电器改进方案 (21) 3.5.1 增加充满电发声提示电路 (21) 3.5.2 加散热风扇 (22) 第四章总结与展望 (23)
致谢 (25)
电动车智能充电器设计及应用 中文摘要： 本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理，从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发，研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。针对蓄电池充电过程中出现的种种问题，分析现有各种充电方法存在的问题，提出一种可对铅酸蓄电池实现四段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。控制开关电源的脉冲频率和占空比，从而调节充电电流和电压，实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。这个方案不仅可实现快速充电，同时可以减少析气，消除硫化，进行均衡充电，从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。 关键词：慢脉冲充电；蓄电池；充电器； Abstract: The design describes the charger to the battery charger of the general principles, from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study a variety of charging methods for lead-acid battery life implications. For battery charging problems arising in the process, analysis of existing problems in a variety of charging methods, proposed a lead-acid batteries could achieve the Four-slow pulse charge of the intelligent charger design. Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle, thus regulating charge current and voltage to achieve the classification of the battery charge with slow pulse. This program not only for fast charging, while reducing analysis of gas, to eliminate sulfide, a balanced charge, thus greatly extending the service life of lead-acid batteries. Key words: slow pulse charge; batteries; charger;
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。
《单片机原理与应用》课程设计题目 1．基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个按键，三位数码管显示，打开电源开关后显示8，每秒循环左移一位，即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…，按A键开始计时，实时显示所经历的时间，按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间，要求精确到0.1秒，量程为0～99.9秒。 要求按键输入采用中断方式，按键A接INT0，按键B接INT1。 2．智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转（正转/反转），用一个光敏电阻传感器测量室内光强度，并用两位数码管显示测量结果，设置三个按键：手动/自动切换、手动正转和手动反转，用一个发光二极管显示手动/自动状态，自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关，用于保护百叶窗叶片：当正转到极限位置压下行程开关时，电机停止正转，但还可以反转；当反转到极限位置压下行程开关时，电机停止反转，但还可以正转。 按键输入采用中断方式，按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2（S2 > S1）和实测光强P控制电机M的动作：当P<=S1时，控制M正转以增加进光量； 当P>S2时，控制M反转以减少进光量； 当S1 8-bit Microcontrollers Application Note Rev. 8080A-AVR-09/07 AVR458: Charging Lithium-Ion Batteries with ATAVRBC100 Features ? Fully Functional Design for Charging Lithium-Ion Batteries ? High Accuracy Measurement with 10-bit A/D Converter ? Modular “C” Source Code ? Easily Adjustable Battery and Charge Parameters ? Serial Interface for Communication with External Master ? One-wire Interface for Communication with Battery EEPROM ? Analogue Inputs for Reading Battery ID and Temperature ? Internal Temperature Sensor for Enhanced Thermal Management ? On-chip EEPROM for Storage of Battery and Run-Time Parameters 1 Introduction This application note is based on the ATAVRBC100 Battery Charger reference design (BC100) and focuses on how to use the reference design to charge Lithium-Ion (Li-Ion) batteries. The firmware is written entirely in C language (using IAR ? Systems Embedded Workbench) and is easy to port to other AVR ? microcontrollers. This application is based on the ATtiny861 microcontroller but it is possible to migrate the design to other AVR microcontrollers, such as pin-compatible devices ATtiny261 and ATtiny461. Low pin count devices such as ATtiny25/45/85 can also be used, but with reduced functionality. P01 介绍 感谢购买b6平衡充电器，本产品是一种结合高性能微处理器和专用的操作软件的快速充电器。请在使用本产品之前完全地阅读整个操作手册，它涵盖了的操作和安全的广泛范围的信息。或请在使用时有专人陪同。 规格 工作电压范围：11.0~18.0V 短路功率：充电最大50W，放电最大5W 充电电流范围：0.1~5A 放电电流范围：0.1~1A 漏电流平衡：300mAh/cell 镍镉/镍氢电池数：1~6series 铅蓄电池电压：2~20V 质量：277g 尺寸：13*87*33mm P02 特殊功能 优化的操作软件 B6所谓的自动功能，集料流在充电或放电过程。尤其是锂电池，它可以防止过充电，可能会由于用户的故障导致爆炸。一旦检测到任何故障可插拔电路自动报警。此产品的所有程序都通过两个联动控制和通信，实现最大的安全。所有的设置可以由用户配置！ 内部独立的锂电池平衡器 B6采用一个单独的电池电压平衡器。它不需要连接一个外部平衡器就能平衡充电。 平衡的个体电池充放电 在放电过程中，B6可以监控和平衡单独电池。如果一旦任何单一电池异常电压错误将显示消息，过程将自动结束。 适用于各种类型的锂电池 B6是一种适用于各种类型的锂电池，如锂离子电池，锂钋电池和新的锂铁系列电池。 锂电池的快速存储模式 目的不同快速充电减少充电锂电池充电时间，而存储状态可以控制你的电池的终止电压，以便长期保存和保护电池的使用时间。 P03 最大安全 峰值灵敏度：基于峰值电压检测原理的自动充电终止程序。电池的电压超过阈值时，程序将自动终止。 自动充电电流限制 你可以设置你的镍镉或镍氢电池充电时的充电电流极限；在“自动”模式的低阻抗和低容量的镍镉电池它是有用的。 容量限制 充电容量计算是电流乘充电时间。如果充电容量超过你设置的最大值限制，程序将自动终止。温度阀值 单片机原理与接口技术课程设计题目汇总 说明：为便于同学提前探讨开发思路，特将本课程设计的可选题目发给大家。 每个同学可以在以下题目中选一题要求：课程设计考核内容包括：源程序；设计报告文档基于单片机的电子时钟设计设计内容：1、用LCD液晶作为显示设备（30分） 2、可以分别设定小时，分钟和秒，复位后时间为：00: 00：00 （30 分） 3、能实现日期的设置，年、月、日（30分） 4、其他创新内容（10分）如：闹钟功能；显示星期；整点音乐报时等。 图示： 2010-04-09 MON 11:06:42 基于单片机的交通灯显示系统（一） 设计内容：1、东西方向、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯；（30 分） 2、带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下，恢复正常显 示（20分） 3、夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁（20分） 4、实时提醒绿灯亮的剩余时间（30分）图示： 基于单片机的交通灯显示系统（二） 设计内容：1、东西干道和南北干道的通行分左行、右行、直行，其中左行、右行固定15秒；直行固定30秒（40分） 2、信号灯分绿灯（3种）、红灯、黄灯，每次绿灯换红灯时，黄灯亮3秒 钟。（30分） 3、东西干道和南北干道交替控制，每次干道绿灯交替时，有 3 秒钟所有干道的交通灯都是黄灯闪烁3秒钟，提示已经进入路口的车辆迅速通过。（30分） 4、其他创新内容。（10分） 图示: 四、基于单片机的波形发生器设计 设计内容：1、设计一款能产生3种以上波形的波形发生器（30分） 2、设计波形选择按钮（采用3个独立按键）（10分） 3、点阵显示波形图案（20分） 4、能同时输出两种波形（30分） 5、显示频率（10分） 图示： 五、基于单片机的LED点阵广告牌设计 设计内容：1、能显示不同字符、图形的LED点阵广告牌（30分） 2、用独立按键控制不同字符的切换效果（如闪烁、静止、平移）（30 分） 3、可通过串口从电脑下载更新需要显示的字符（30分） 4、其他创新功能（10分） 图示：略 六、基于单片机的篮球计分器设计 设计内容：1、设计LCD显示篮球比分牌（30分） 2、通过加分按钮可以给A队或B队加分（20分） 3、设计对调功能，A队和B队分数互换，意味着中场交换场地。（20 分） 4、显示比赛倒计时功能（20分） 5、创新内容：如显示第几小节（10分） 显示： A 083: B 079 4th Period 10:25 锂离子电池智能充电器硬件方案 锂离子电池智能充电器硬件的设计 锂离子电池具有较高的能量重量和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命长，价格也越来越低。一个良好的充电器可使电池具有较长的寿命。利用C8051F310单片机设计的智能充电器，具有较高的测量精度，可很好的控制充电电流的大小，适时的调整，并可根据充电的状态判断充电的时间，及时终止充电，以避免电池的过充。 本文讨论使用C8051F310器件设计锂离子电池充电器的。利用PWM脉宽调制产生可用软件控制的充电电源，以适应不同阶段的充电电流的要求。温度传感器对电池温度进行监测，并经过AD转换和相关计算检测电池充电电压和电流，以判断电池到达哪个阶段。使电池具有更长的使用寿命，更有效的充电方法。 设计过程 1 充电原理 电池的特性唯一地决定其安全性能和充电的效率。电池的最佳充电方法是由电池的化学成分决定的<锂离子、镍氢、镍镉还是SLA电池等）。尽管如此，大多数充电方案都包含下面的三个阶 段： ● 低电流调节阶段 ● 恒流阶段 ● 恒压阶段/充电终止 所有电池都是经过向自身传输电能的方法进行充电的，一节电池的最大充电电流取决于电池的额定容量 单片机系统的设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 第4章 单片机系统的设计 引言 用V/F 变换器作A/D 转换时，通常由一些硬件电路如振荡器、二分频器、计数器和门电路组成，而由计数器计得的计数值即A/D 转换结果再通过接口电路送入微计算机进行处理，较为复杂和不便，或者采用F/BCD 变换电路将V/F 变换器输出的频率信号变为BCD 码再通过接口电路送入微计算机，也较为复杂，而且还要对BCD 码进行变换。这些方法成本都较高。 本设计介绍一种以单片机直接与V/F 变换器接口进行A/D 转换的方法，不须额外的硬件电路，完全利用单片机内部的硬件资源，简单方便，成本最低，大大地提高了V/F 变换器作为A/D 转换电路的可行性。 当前，单片机特别是Intel 公司的MCS-51系列单片机已在智能仪器仪表和过程控制等方面得到广泛应用，大有取代Z80之势，因此A/D 转换电路与单片机的接口方法也是人们所关注的。下面将主要介绍MCS-51系列的单片机8031为主控器件的硬件电路。 主控器Intel 8031简介 P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.3 P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL 1 XTAL 2 V SS RST/VPD RXD TXD T0 T10INT P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 1INT WR RD EA /V P P ALE V CC PSEN 4039383736353433323130292827262524232221 2019181716151413121110 987654321 8031P1.0 图4-1 8031引脚图 8031 cite-feet figure 2016-2017学年第1学期 单片机应用系统设计/工程实践 (课号:103G06B/D/E) 实验报告 项目名称：基于AT89C51单片机温度报警系统 学号 姓名 班级 学院信息科学与工程学院 完成时间 目录 一、项目功能及要求 (3) 1.1、课程设计的性质和目的 (3) 1.3、项目设计要求 (3) 二、系统方案设计及原理 (3) 2.1、设计主要内容 (3) 2.2 、AT89C51单片机简介 (3) 2.3 、DS18B20简介 (4) 2.4 、数码管显示 (5) 2.5、报警电路 (6) 三、系统结构及硬件实现 (7) 3.1、总电路图 (7) 3.2、单片机控制流程图 (8) 四、软件设计过程 (8) 五、实验结果及分析 (8) 5.1 、Proteus仿真 (8) 5.2 、C程序调试 (9) 六、收获及自我评价 (14) 七、参考文献 (15) 一、项目功能及要求 1.1、课程设计的性质和目的 本温度报警器以AT89C51单片机为控制核心,由一数字温度传感器DS18B20测量被控温度，结合7段LED以及驱动LED的74LS245组合而成。当被测量值超出预设范围则发出警报，且精度高。 利用现代虚拟仿真技术可对设计进行仿真实验，与单片机仿真联系紧密的为proteus仿真，利用keil软件设计单片机控制系统，然后与proteus进行联合调试，可对设计的正确性进行检验。 1.2、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求程序设计结构化。 3、程序简明易懂，多运用输入输出提示，有出错信息及必要的注释。 4、要求程序结构合理，语句使用得当。 5、适当追求编程技巧和程序运行效率。 1.3、项目设计要求 1、基于AT89C51单片机温度报警系统； 2、设计3个按键分别为：设置按钮、温度加、温度减； 3、DS18B20温度传感器采集温度，并在数码管上显示按键的区别； 二、系统方案设计及原理 2.1、设计主要内容 本设计以AT89C51单片机为核心，从而建立一个控制系统，实现通过3个按键控制温度，以达到设置温度上下限的功能，并在数码管上显示三个数字当前的温度上下限设置值和DS18B20温度采集值的显示（精确到小数点后一位），当温度高于上限或者低于下限蜂鸣器报警。 2.2 、AT89C51单片机简介 AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用A TMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及89C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案.AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。 此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。AT89C51单片机的基本结构和外部引脚如下图所示。 EVQC30电动汽车快速充电机 使 用 说 明 书 许继电源有限公司 1、概述 EVQC30系列一体式电动汽车整车直流充电机主要用于电动大巴的日常充电和电动轿车的中快速充电，适合安装于电动汽车充换电站、公共停车场、住宅小区停车场、大型商厦停车场等场所，可为电动汽车动力电池提供直流电能，操作简便，是各类电动汽 车的快速充电设备。 2、环境条件 a)环境温度：正常工作环境温度-20℃～+50℃，存储温度-40℃～+70℃； b)海拔高度≤2000 m； c)相对温度：5％～95％，无凝结。 充电机外形图 信号指示灯 人机界面 急停按钮 键盘与刷卡区 充电枪及插座 急停按钮 充电枪及插座 图2 充电机外形图 4.3直流充电机接口 4.3.1 接口定义 充电机与电动汽车充电接口定义应能满足GB/T 20234.3-2011的要求，如下图3所示： 非车载充电机 车辆插头直流电源正（DC+） 直流电源负（DC-）设备地（ ）车辆插座电动汽车底盘地（ ）充电通信CAN_H （S+）充电通信CAN_L （S-）充电连接确认（CCI ）充电连接确认（CC2）低压辅助电源正（A+）低压辅助电源负（A-） 直流电源正（DC+）直流电源负（DC-）充电通信CAN_H （S+）充电通信CAN_L （S-）充电连接确认（CCI ） 充电连接确认（CC2）低压辅助电源正（A+）低压辅助电源负（A-） 图3 直流充电机充电接口定义示意图 4.3.2 接口要求 车辆插头、车辆插座包含了9对触头，其电气参数值及功能定义如表1所示。 表1 触头电气参数值及功能定义 ） 4.3.3 触头布臵方式 车辆插头、车辆插座的触头布臵方式如图4和图5所示。 图4 车辆插头触头布臵图 图5 车辆插座触头布臵图1、充电机的构成和电气原理 WM-S2425C系列智能型充电器使用说明书 一：功能简介 WM-2460C 系列充电器是目前一款比较先进的智能型蓄电池充电器，它一改传统充电器的充电模式。自行研发的蓄电池充电管理功能，具有优化的充放电曲线。充电时、只要接好蓄电池和充电器插件，开通电源，本机可自动检测待充蓄电池现存电量和环境温度，根据待充蓄电池不同的放电量和实时的环境温度进行充电，蓄电池充足后自动关闭充电系统。 二：应用范围 本系列充电器广泛应用于剪叉式升降平台、电瓶车、电动叉车、电动汽车、电动摩托车、电动洗地车、电动船、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车、电动牵引车、电动残疾车、电动代步车、电动医疗设备、电动搬运车等各类电动车的铅酸免维护蓄电池、铅酸加水蓄电池、铅酸胶体蓄电池循环充电。 三：技术参数 1 ；输入电压AC185V-265V 47Hz-~63Hz 2: 最大功耗0.75KW 3: 输出电压出厂时内部软件设定（28.8V在线式） 4 输出电流25A ； 5: 充电时间蓄电池放电80%时，全程充电6-11小时 6 体积344 X177 X81(L X W XH) ； 7: 重量 3.6Kg 8: EMC EMI LVD符合欧洲CE标准 9:环境温度-40 C to +55 C 10:湿度< 95% 11:安全等级1(IEC364-4-41) 12 :防护等级IP65 1、使用和安装充电器之前请仔细阅读说明书。 2、机内有相当于电网量的同等电压，非专业人员不得带电拆机 3、充电电器应该安装在一个干燥、清洁的环境中，以防潮湿和尘污； 4、充电器只能与相对应容量的电池充电，否则会产生危险或重大事故 基于MAX1898的智能充电器设计 在人们日常工作和生活中，充电器的使用越来越广泛。从随身听到数码相机，从手机到笔记本电脑，几乎所有用到电池的电器设备都需要用到充电器。充电器为人们的外出旅行和出差办公提供了极大的方便。 单片机在电池充电器领域也有着广泛的应用，利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化。充电器各类繁多，但从严格意义上讲，只有单片机参与处理和控制的充电器才能称为智能充电器。 1 实例说明 随着手机在世界范围内的普及使用，手机电池充电器的使用也越来越广泛。 本章将通过一个典型实例介绍51单片机在实现手机电池充电器方面的应用。实例所实现的充电器是一种智能充电器，它在单片机的控制下，具有预充、充电保护、自动断电和充电完成报警提示功能。 实例的功能模块如下。 ●单片机模块：实现充电器的智能化控制，比如自动断电、充电完成报警提示等。 ●充电过程控制模块：采用专用的电池充电芯片实现对充电过程的控制。 ●充电电压提供模块：采用电压转换芯片将外部+12V 电压转换为需要的+5V电压， 该电压在送给充电控制模块之前还需经过一个光耦模块。 ●C51程序：单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化，并根据充电的状态给 出有关的输出指示。 2 设计思路分析 要实现智能化充电器，需要从下面两个方面着手。 （1）充电的实现。它包括两部分：一是充电过程的控制；二是需要提供基本的充电电压。（2）智能化的实现。在充电器电路中引入单片机的控制。 2.1 为何需要实现充电器的智能化 充电器实现的方式不同会导致充电效果的不同。 由于充电器多采用大电流的快速充电法，在电池充满后如果不及时停止会使电池发烫，过度的充电会严重损害电池的寿命。一些低成本的充电器采用电压比较法，为了防止过充，一般充电到90%就停止大电流快充，而采用小电流涓流补充充电。 手机电池的使用寿命和单次使用时间与充电过程密切相关。锂电池是手机最为常用的一种电池，它具有较高的能量重量比、能量体积比、具有记忆效应，可重复充电多次，使用寿命较长，价格也越来越低。锂电池对于充电器的要求比较苛刻，需要保护电路。为了有效利用电池容量，需将锂电池充电至最大电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精度。另外，对于电压过低的电池需要进行预充，充电器最好带有热保护和时间保护，为电池提供附加保护。 一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当造成的记忆效应，即容量下降（电池活性衰退）现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电控制芯片配合单片机控制的方法。专用的充电芯片具备业界公认较好的－△V 检测，可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确地结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，例如，在充电后增加及时关断电源、蜂鸣报警和液晶显示等功能。充电器的智能化可以缩短充电的时间，同时能够维护电池，延长电池使用寿命。 2.2 如何选择电池充电芯片 目前市场上存在大量的电池充电芯片，它们可直接用于进行充电器的设计。在选择具体的电池充电芯片时，需要参考以下标准。 ●电池类型：不同的电池（锂电池、镍氢电池、镍镉电池等）需选择不同的充电芯片。 ●电池数目：可充电池的数目。 ●电流值：充电电流的大小决定了充电时间。 ●充电方式：是快充、慢充还是可控充电过程。 本例要实现的是手机的单节锂离子电池充电器，要求充电快速且具有优良的电池保护能力，据此选择Maxim公司的MAX1898作为电池充电芯片。 矿灯智能充电管理系统 用 户 操 作 手 册 深圳市如源科技有限公司 2012.3(修订版) 一、功能概述 《矿灯智能充电管理系统》是矿灯充电系统的监控部分，它主要是对矿灯充电的监控，如充电状态、在线状态以及矿灯人员的资料信息等功能． 二、软件环境和硬件环境 1.软件要求: 操作系统 Windows2000 /WindowsXP /Windows2003。 数据库系统 SQL server2000或以上。 2.计算机硬件要求：CPU:AMD Sempron(tm) Processor 2800+ ；硬盘：200G，内存：1GB， 或更高的配置。 三、安装方法和步骤 本系统安装含四部分文件,如是第一次全新安装，请依次按以下顺序来安装。数据库文件和矿灯充电系统文件。 a.安装数据库文件sql2000_pro。 b.安装数据库补丁文件，把SQL2KSP4文件里的“setup.bat”执行一遍，这样数据 库就都安装完了。 a和b在sql2000_pro文件里的WORD 文档“sql 2000安装方法”有详细的说明，对着来操作即可。 c.安装矿灯充电系统的运行环境文件，把DotNetFX35文件里的 “dotNetFx35setup.exe”执行一遍。 d.安装矿灯充电系统文件安装如下： 1、双击智能充电系统安装程序图标“KDSetup.msi”，只要注意下（图3.1）所示对话框的选择项， 其他的都有按默认或“下一步”即可。 （图3.错误！未定义书签。） 2、安装完成后,在桌面上将生成如下两个图标（图3.2）。 （图3.2） “矿灯实时检测”是负责矿灯充电数据的记录和实时通讯的功能，“智能充电系统”是负责矿灯状态查询和产生报表功能的功能。 四、软件登陆 1、新安装软件第一次使用时先在C:\Program Files\智能充电管理系统中双击 “SQLServerCon.exe”图标，打开图示对话框，设定数据库名称后点击“确定”。以后就只要直接按下面的“2”来打开。 （图4.1） 点击“确定”后显示连接数据库成功，再点击“确定”关闭提示框。（注意：以后使用时跳过此步骤） 备注：这一步里的服务器名称一项，是接连本地的数据库则填本电脑计算机名称或干脆空着不填；若是在局域网里的其他电脑想连接该电脑的数据库，则在这一项里填写该电脑IP地址。 开关型铅酸蓄电池智能充电器方案设计了一种基于UC3906与UC3823的免维护铅酸蓄电池开关型双电平智能充电器，这种充电器可保证蓄电池在很宽的温度范围内精确充电，延长蓄电池的使用寿命; 可以消除充电过程中的极化现象，提高充电效率。 1 UC3906的结构及工作原理。 UC3906内部框图如图1所示，该芯片内含有独立的电压控制电路和限流放大器，它可以控制芯片内的驱动器，驱动器提供的输出电流达25 mA, 可直接驱动外部串联的调整管，从而调整充电器的输出电压与电流。电压和电流检测比较器检测蓄电池的充电状态，并控制状态逻辑电路的输入信号。 图1 UC3906内部结构框图 当蓄电池电压或电流过低时，充电起动比较器控制充电器进入涓流充电状态，当驱动器截止时，该比较器还能输出25 mA涓流充电电流。这样，当蓄电池短路或反接时，充电器只能以小电流充电，避免了因充电电流过大而损坏蓄电池。 蓄电池的电压与环境温度有关，温度每升高1 ℃，蓄电池单格电压下降4 mV, 也就是说蓄电池的浮充电压有负的温度系数- 4 mV/℃。普通充电器如果在25 ℃处于最佳工作状态，在环境温度为 0 ℃就会充电不足，而在温度为45 ℃时可能因严重过充电而缩短蓄电池的使用寿命。而UC3906的最重要的特性是具有精确的基准电压，其基准电压的大小随环境温度而变化，且变化规律与铅酸蓄电池的温度特性一致。同时芯片只需1.7 mA的输入电流就可工作，这样可以尽量减小芯片的功耗，实现对环境温度的准确检测。在 0~70 ℃温度范围内可以保证蓄电池既充足电又不会出现过充电现象，完全满足蓄电池充电需要。 UC3906可构成双电平浮充充电器，充电过程分为3个充电状态，如图2所示：大电流恒流充电状态，高电压过充电状态和低电压恒压浮充状态。 图2 双电平浮充充电状态曲线 充电过程从大电流恒流充电状态开始，在这种状态下充电器输出恒定的充电电流Imax, 同时充电器连续监控蓄电池组的两端电压，当蓄电池的电压达到转换电压U12时，其电量已恢复到放电容量的智能充电器设计参考资料APPlication note
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