数字式智能充电器设计

电动自行车智能充电器的设计1硬件电路本智能充电器的硬件电路如图1所示，整个电路分为开关电源部分、以单片机为主的控制电路和以UC3842为核心的脉宽调制电路三部分。

图○11.1开关电源设计本设计采用电流控制型脉宽调制方式。

其整个工作过程是将交流输入经滤波、整流后变为直流高压，再由开关管斩波、高频变压器降压后得到高频矩形电压，最后经过输出整流滤波获得所需要的直流输出电压。

系统对开关电源的要求是其交流输入电压范围为90～270V，能同时输出+5V(作为控制部分电源)及12~60V(主回路)的电压。

输出电流为1～3A。

1.2单片机控制电路设计单片机控制电路主要由单片机AT89S52、ADC(TLC0832)、多路选择开关(CD4051)、数字电位器(X9C102)、数字温度传感器DS18B20、取样电阻RS和RW、2×4键盘、液晶显示(CON16)等组成。

本部分设计时应先根据蓄电池的型号参数，来通过键盘设计与之对应的充电电流、充电电压以及充电时间，当电路接上蓄电池后，充电过程开始，此后由单片机通过取样电阻RM检测电池电压，若检测到蓄电池因过渡放电而使电压低于正常范围，那么，为了避免充电电流过大而造成蓄电池损坏，应先对蓄电池实行稳定的小电流充电(本设计程序中设为1/5的设定充电电流)，同时，单片机开始计时，之后单片机将不断检测电池电压和充电电流并显示在液晶屏上，随着充电的进行，电池电压不断上升，当上升到正常范围时，单片机可通过控制数字电位器来调节输出电压，从而转入大电流恒流充电(即设定电流)方式，此后，单片机一直保持不停地检测电池电压，当电压达到设定值时，单片机发出指令，以增大数字电位器的阻值，并通过脉宽调制减小输出电压，从而使充电电流减小，当充电电流减小到1/5的设定电流时，再转为涓流充电，最后在充电时间到时关闭电源，这样就避免了因电池温升过快或严重极化而影响充电质量，提高蓄电池的使用寿命。

当检测到电池电压、充电电流和温度超过设定值的1/10倍时(由程序设定)，单片机立即输出报警信号报警，同时使继电器动作并切断总电源，以提高充电的安全性和可靠性。

可编程器件应用电子测量技术ELECTRONIC MEA SUREM ENT T ECH NOLOGY第31卷第10期2008年10月基于AVR单片机的智能快速充电器设计林燕雄朱望纯(桂林电子科技大学桂林541004)摘要:本文介绍了一种基于AV R单片机的智能快速充电器的设计方法。

根据充电电池取样电压和电流状态信息, A V R单片机产生合适的P WM信号,控制BU CK变换器工作,实现充电高效控制。

快速充电过程中,充电电池的电压和电流取样值波动较大,为了消除这种影响,采用软件检测处理,及时确定充电结束时间,避免过充。

关键词:快速充电技术;N-i M H电池;A V R单片机中图分类号:T P216文献标识码:ANew kind of intelligent fast battery chargerbased on the AVR MCUL in Yanx iong Zhu W ang chun(Guilin University of E lectron ic Technology,Guilin541004)Abstract:O ne kind based on the A VR M CU intellig ent fast bat tery charg er desig n method is introduced by t his ar ticle.A cco rding to the rechar geable batter y sampling v oltage and the electric cur rent co nditio n infor matio n,the AV R M CU produces the appr opriate P WM sig nal,contro ls the BU CK converter wo rking,achiev es charg e contr olling hig hly effect ive.In t he r apid charg e pro cess,the rechar geable battery v oltage and t he electr ic curr ent sample v alue v ariation is g reat.I n o rder to elim inat e this influence,uses softw are ex am inat ion pr ocessing,det ermines the cha rge clo sur e t ime prom ptly,avoids charg e ex cessively.Keywords:techno lo gy of fast charg er;N-i M H batter y;AV R M CU0引言对镍氢电池进行充电时,为了避免过充电,一些充电器采用小电流充电。

3.6 V/7.2 V锂离子电池智能充电器设计作者：宋金华吴林谢启少来源：《物联网技术》2019年第09期摘要：部分手持式电子产品中带有3.6 V/7.2 V锂离子电池，文中针对3.6 V/7.2 V锂离子电池的充电器进行设计。

该充电器的主要特点：充电器在单片机8051F330的控制下具有自动识别充电端口电池规格、自动完成充电、实时监测充电状态并以充电指示灯指示充电状态功能;具有充电器故障告警和故障保护功能，当电池失效时指示灯闪烁告警;充电器具有操作简单、工作稳定、智能可靠等优点。

关键词：锂离子电池;单片机;自动识别;指示灯;充电器;AC/DC中图分类号：TP39;TM464 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2019）09-0-020 引言充电器是为电池充电的设备[1-2]，多选用3.6 V和7.2 V规格的锂离子电池[3]。

电子产品一般匹配两套充电设备，且充电器本身不具有充电状态识别、显示、控制功能，电池充满与否依赖电子产品内部自带的电源管理程序控制。

该类普通充电器通用性弱、可靠性低，因电池极易过充而引起的电池损耗较大。

针对市场上充电器存在的缺陷，本文设计了一款智能充电器，能够自动识别插入槽内的电池规格，自动完成充电并指示充电状态。

既能给3.6 V锂离子电池充电又能给7.2 V锂离子电池充电，当电池失效或者电路故障时，会有红灯闪烁告警。

充满后自动关闭且指示灯变绿。

1 智能充电器结构图1所示为智能充电器的结构，在智能充电器内，除了具有普通充电器具备的AC/DC模块外，还具有微机单元（8051F330）控制充电状态功能，8051F330通过采样得到充电端口电压和充电电流，再与程序设置的电压电流比较、判断、控制电子开关2SC945通断来控制充电与指示灯显示状态。

充电端口根据识别电池规格自动切换3.6 V或7.2 V电池充电，并由对应的指示灯显示。

2 单片机8051F330控制程序设计智能充电器程序流程如图2所示。

基于单片机的智能电池充电器的设计智能电池充电器是一种能够智能识别电池类型和状态，并能根据电池需求实现快充和慢充的充电器。

本文将介绍一种基于单片机的智能电池充电器的设计。

一、设计原理智能电池充电器采用了单片机作为控制核心，通过对电源和电池状态进行实时监测以及控制充电电流和电压等参数，从而实现对电池的智能化管理。

二、主要功能1.电池类型识别：通过检测电池的电压和电流波形，智能电池充电器能够自动识别电池的类型，包括锂电池、铅酸电池等等。

2.电池状态检测：充电器能够实时监测电池的电流、电压以及温度等参数，通过这些参数的变化，判断电池的充电、放电状态，从而保证电池的安全和寿命。

3.充电控制：智能电池充电器可以根据电池类型和状态，动态调整充电电压和电流，以实现快充和慢充的切换，从而提高电池的充电效率和安全性。

4.过充保护：当电池充电至预设的电压值时，充电器能够自动停止充电，防止过充，保护电池安全。

5.温度保护：当电池温度过高时，充电器会自动停止充电，保护电池不受损坏。

三、硬件设计智能电池充电器的硬件设计包括电源电路、电流电压检测电路、控制电路和显示电路四个主要部分。

1.电源电路：充电器所需的电源电压一般为DC12V或AC220V，通过整流和滤波电路将交流电转化为直流电，并通过稳压电路将电压稳定在适合电池充电的范围内。

2.电流电压检测电路：用于实时检测电池的电流和电压值，通常采用放大电路和模数转换电路将模拟信号转化为数字信号，以供单片机进行处理。

3.控制电路：包括单片机和相关外围电路，单片机根据检测到的电池类型和状态，通过控制电源电压和电流调整电池的充电方式和速度。

4.显示电路：用于显示电池的充电状态、电流、电压等相关信息，通常采用数码管、LCD等显示器件。

四、软件设计智能电池充电器的软件设计主要包括单片机的程序设计和算法设计。

1.程序设计：根据单片机的指令系统和硬件接口进行开发，程序主要包括电池类型识别、电池状态检测、充电控制和保护控制等功能。

由于镍氢电池具有功率密度高、可快速充放电、循环寿命长以及无记忆效应、无污染、可免维护等优点，在便携式电子产品中的应用越来越广泛。

如何合理的对镍氢电池进行充电管理是目前电池领域中研究的热门课题。

基于这样的背景下我们设计开发了快速智能充电器。

本智能充电器可以同时对1～4节镍氢电池进行充电管理，并根据待充电电池的电压和温度情况，进行合理的充电电流设置。

图1 充电器系统框图系统结构如图1所示。

硬件设计1 单片机选择SH69P48 是一种先进的CMOS 4位单片机。

它具有以下特性: 4K 双字节OTP ROM, 253 个半字节RAM空间, 8位定时/计数器, 10位A/D转换器, 8+2位高速PWM 信号输出, 内建振荡器时钟电路, 内建看门狗定时器, 低电压复位功能且支持省电方式以节约电能。

10位A/D转换器可以使得Delta-V的检测精度达到2mV/cell；利用单片机自带的PWM端口结合TL494控制充电电流；用8位定时/计数器进行0.5s定时，在出现坏电池时，LED进行1Hz闪烁指示。

系统时钟采用单片机内部的4MHz的RC时钟，降低系统的成本，但由于RC时钟的偏差会比较大，所以0.5s定时会存在误差。

内建看门狗定时器可用软件控制以加强单片机的抗干扰能力。

在软件出现问题时，可以对单片机进行复位，重新执行程序，防止程序死锁现象的发生。

2 单片机脚位安排根据功能的要求，对单片机的管脚安排如表2。

3 PWM技术控制充电电流因单片机的工作频率为4MHz，单片机自带的PWM可以达到的最大频率为15.625 kHz，无法满足对充电电流的控制精度，所以采用了外部硬件PWM与单片机 PWM 进行结合处理的方法。

外部PWM控制芯片选择TL494，其PWM频率可以达到200 kHz 以上，对充电的电池可以进行恒流和限压处理。

设计时用外部PWM芯片控制充电电流的精度，用单片机自带的PWM去控制TL494电流比较器输入端口上的电压，从而控制总充电电流的大小。

基于 51 单片机的智能充电保护器的设计摘要：随着时代的不断发展，直流用电设备的种类也越来越多，用电设备的充电过充现象一直是导致用电设备无法正常工作的重要原因。

虽然市面上大多数用电器都配有充电保护系统，但是毕竟不能做到100%安全。

为了减少因充电问题而对用电器造成的影响，设计了一款基于AT89C52单片机的智能充电保护装置。

该装置主要由温度湿度监测模块、电压电流检测模块、继电器模块组成。

以此减少由于过度充电造成的用电器损坏。

关键词：AT89C52单片机；DHT11温湿度传感器；1602液晶屏；ADC0832电压监测芯片0引言在经济快速发展的21世纪，人们的生活节奏越来越快，经常会由于忙碌忘记给正在充电的设备断电。

这不但会降低电池的使用寿命，也有可能引起安全事故。

该充电保护器就是为解决这个问题而设计的。

基于单片机的充电保护器可以在三种情况下给设备断电：①当充电电流和电压达到设定值时判断为电池充满而断电；②当检测环境温度、湿度异常时断电。

③可以设定充电时间，当时间到时给设备断电。

并且该装置可以实时监控电压的变化，当出现充电异常时给予报警和提示。

该装置可以在很大程度上解决过充、高温高湿等异常环境下充电的问题，给人们生活带来安全和方便。

解决了人们在用电器充电方面的问题，有效的利用了单片机在电子产品控制领域中的性能优势，进一步满足了人们对高品质生活的追求。

1硬件设计1.1硬件设计方案系统基于AT89C52单片机，由温湿度监测模块、电压电流监测模块、继电器模块、显示模块、数据处理模块等模块组成，在用电器充电过程中ADC0832芯片实时检测电压，通过AD转换将模拟信号转换为数字信号，通过MCU运算处理器将结果显示在1602液晶屏上，将结果输送至单片机，预设一个基准电压，通过比较所测得的电压和基准电压的大小来判断充电是否完成。

（在检测过程中通过液晶屏实时显示充电电压）完成充电时由单片机控制继电器模块停止充电。

充电检测模块运行的同时DHT11温湿度传感器检测用电器充电时的环境温度和湿度，若检测到温湿度异常择控制蜂鸣器报警，一定延时后切断电源。

中北大学毕业设计开题报告学生姓名：王世恩学号：**********学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程设计题目：基于单片机的智能充电器设计****:***2017年3月8日毕业设计开题报告毕 业 设 计 开 题 报 告 ２． 研究方案：在研究目前智能充电器系统的现状基础上，针对当前锂电池智能充电器系统安全系数不高，通用性不高，不能很好的保持电池寿命等问题，拟设计一个基于单片机的智能充电器系统。

在考虑充电电池电压水平、最高充电电压、电池温度、电池饱和充电条件、充电电流的稳定性、电流漂移范围等前提下，实现不同充电模式下的智能充电。

整个系统由充/放电控制电路、电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路、均衡控制电路、MAX1501、STM32、报警电路、LCD 显示电路和串口电路组成。

如图1所示：图1 充电系统框图 充/放电控制电路用于给充电电池充电和放电。

锂离子电池对应不同的充/放电模式。

由于电池大小、充/放电电压、充/放电电流不一样，要有不同的充/放电端口对应。

电压检测电路实现的功能是通过检测到的电压与所设的标准值进行比较后做具体处理，从而控制充电过程。

电流检测电路电路实现的功能与电压检测电路类似，即通过检测到的电流与所设的标准值进行比较后做具体处理，从而控制充电过程。

温度检测电路实现的功能是通过温度传感器检测到的温度，判断温度数值是否处在安全范围内，如果超出范围，立即断开电源，从而控制充电过程，保证充电安全。

均衡检测电路能根据算法智能调节充电电压、电流的值，从而保护电池，延长电池充/放电控制 STM32 控制器 串口锂 电 池 电压检测 电流检测温度检测均衡控制 报警电路 LCD 显示 MAX 1501的寿命。

MAX1501用于检测电池的电压、电流。

其功能强大，内部电路包含输入电流调节器、充电电流检测器、电压检测器、定时器和主控器。

为了防止过充一般充电到90%就停止大电流快充，采用小电流涓流补充充电。

第1章课程设计的总体方案1.1 课程设计的目的1.了解A/D芯片PCF8591转换性能及其编程方法。

2.掌握A/D转换器与单片机的接口方法3.学会使用A/D转换器进行电压信号采集1.2课程设计的要求1.通过ADC芯片测量充电电压，并通过数码管显示出来。

2.可同时测量多组不同幅度范围的电压值（最多限制8组不同幅度范围的电压值，相同幅度范围算一组。

多组幅度范围电压值测量通过定时切换或手动切换方式在数码管上显示出数值。

若只能测量一组电压值，要求测量范围0-50v，精度0.1v），在数码管端可切换显示。

3.在电压达到12v以上时，用LED小灯提示。

在电压超过14v以上时，使用继电器动作断开电路（此电路为充电电路，继电器动作不会影响电压检测电路）。

4.扩展功能：实现定时充电，设置一定时间（秒数）后继电器通电。

1.3课程设计的思路1.根据设计要求，选择AT89C52单片机为核心控制器件。

2.A/D转换采用PCF8591实现，利用PCF8591将模拟电压转换为数字量。

3.经单片机将数字量转换成对应电压值，电压显示采用4位一体的LED数码管。

1.4 课程设计的方案硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。

硬件电路设计框图如图1所示。

图1数字电压表系统硬件设计框图第2章系统方案硬件设计2.1 单片机方案AT89C52可为许多嵌入式控制应用系统提供高度灵活、高性价比的解决方案。

AT89C52具有如下特点：4k Bytes Flash存储器、128 bytes的RAM以及32个I/O口、2个16 位定时/计数器,5个中断优先级2层中断嵌套中断、1个全双工串行通信口、片内时钟振荡器。

AT89C52芯片，如图所示，各引脚功能如下：VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

P1口：是个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。