智能充电器毕业设计
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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。
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。
毕业设计说明书智能型充电器控制电路的设计毕业设计(论文)原创性声明和利用授权说明原创性声明本人郑重许诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的功效。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包括其他人或组织已经发表或发布过的研究功效,也不包括我为取得及其它教育机构的学位或学历而利用过的材料。
对本研究提供过帮忙和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:利用授权说明本人完全了解大学关于搜集、保留、利用毕业设计(论文)的规定,即:依照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保留毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手腕保留论文;在不以获利为目的前提下,学校可以发布论文的部份或全数内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究功效。
除文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的功效作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权利用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、利用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全数或部份内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手腕保留和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处置。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日教研室(或答辩小组)及教学系意见智能型充电器控制电路的设计摘要:电子信息技术的快速发展使得各类各样的电子产品不断涌现,并朝着便携和小型轻量化的趋势发展,这也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。
毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的智能充电器设计系别:电子系专业:电子信息班级:姓名:学号:指导教师:完成时间:基于单片机的智能充电器设计摘要随着电子技术的不断发展,便携式设备扮演了重要的角色,而小型款便携式的手机充电器可以便利和丰富人们的生活。
本文从锂电池的结构原理着手,通过的锂电池性能及常用充电方法的研究比较,以及结合目前手机充电器的使用情况,设计一款由新型微处理器,针对市场上常见手机锂电池的充电器智能充电电路控制功能本次设计是基于AT89C51单片机的智能充电器的设计方法。
该充电器可以实现采集电池的电压和电流,并对充电过程进行智能控制。
它可以自动计算电池的已充电量和剩余的充电时间,也可以改变参数来适应各种不同电池的充电。
系统中的管理电路还具有保护功能,可以防止电池的过充和过放对电池造成损害。
[关键词]:充电器单片机智能目录绪论 (1)第1章智能充电器的概述 (2)1.1.1充电器设计思想 (2)1.1.2锂离子电池充电模式 (2)1.2智能充电器定义 (2)1.3设计任务及要求 (3)1.4设计方案论证 (3)第2章硬件设计 (4)2.1 处理器 (4)2.1.1单片机的定义 (4)2.1.2单片机的应用领域: (4)2.1.3单片机基本组成与内部结构 (5)2.1.4 单片机的工作过程 (6)2 . 2 采样部分 (8)2.2.1 模/ 数转换器AD574 (9)2.2.2 电流传感器MAX471 (11)2.2.3 控制器 (12)第3章软件设计 (16)3.1 PWM软件技术的基本原理 (16)3.2 程序功能 (18)3.3 单片机控制程序设计 (18)3.4 定时器0和外部0程序设计 (20)心得体会 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录1: (26)附录2:定时器0与外部中断0程序 (27)绪论目前, 市场上手机充电器种类繁多, 但其中也有很多质量低劣的不合格产品。
摘要随着便携式电子设备的普及和充电电池的广泛应用,充电器的使用也越来越广泛,但其性能却跟不上电池的发展要求,其电路设计存在较大的缺陷。
针对目前市售充电器的技术缺陷,本文应市场需求设计了一款智能镍氢电池充电器。
本智能充电器具有检测镍氢电池的状态;自动切换电路组态以满足充电电池的充电需要;充电器短路保护功能;以恒压充电方式进入维护充电模式;充电状态显示的功能。
本文充分考虑了国内外的设计方案,在设计中针对市场需求,在功能上进行了适当调整,以满足用户对高性价比的需要。
功能适用、价格低廉、电路简化是本设计的重点。
关键词:维护充电、充电电池、智能充电AbstractAlong with the prevalence of the portable devices and cells used widely, chargers are implicated in more fields than before. But the performance of the chargers is far too behind the requirement of the developing cells. With the demerit of the available chargers, this paper designs an intelligent Ni-Mn cells charger. The features of the intelligent charger are depicted as follows, detecting the state of the recharge cells, automatically switching the module of the circuit to meet the demand of the cells, short protection for the charger, maintenance charge module with constant voltage and current, state showing. This paper considers designations from home and abroad fully and adjusts a few functions of the circuit to satisfy the user requirement of high performance-price ratio. The focus of this designation in this paper is proper function, low-cost, and simplified circuit.KeyWords:maintenance charge module、Rechargeable batteries、intelligent charge目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1 充电器的设计背景 (1)1.1.2 常见充电电池特性及其充电方式 (2)1.1.3 市场需求情况及发展趋势 (3)2 镍氢电池特性 (5)2.1镍氢电池化学特性 (5)2.2镍氢电池重要参数 (6)2.3镍氢\镉电池的充放电特性 (6)2.4镍氢电池的充电状态 (7)3 设计方案分析 (8)3.1最普通的充电器电路 (8)3.2多功能充电器 (9)3.3智能充电器典型电路 (10)3.4本设计采用的充电器设计方案 (10)4 硬件电路设计 (12)4.1系统功能模块分析 (12)4.2充电器工作原理 (13)4.3硬件电路实现 (13)5 硬件电路参数分析 (18)5.1 智能充电器硬件参数分析 (18)5.1.1 市电输入保护电路 (18)5.1.2 电压变送电路 (19)5.1.3 电流输出控制电路 (21)5.1.4 电压检测电路 (24)5.1.5 过流保护和显示电路 (25)总结 (26)谢辞参考文献附录1充电器电路全图附表2元器件的数量、规格、封装1 绪论1.1 概述1.1.1 充电器的设计背景如今,随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。
智能快速充电器摘要:本文介绍了一种智能快速充电器的设计过程。
该充电器基于Motorola公司的MC68HC908SR12单片机为控制核心,将SR12特有的模拟电路模块、高精度A/D转换、I2C总线接口以及高速PWM等功能运用到充电控制中,详细讲述了其硬件和软件的设计过程,并从元器件筛选、PCB板绘制和软件设计等方面介绍了该充电器抑制和防电磁干扰的措施。
关键词:单片机A/D转换I2C总线传感器电磁干扰1、引言随着便携式设备不断小型化、轻量化和高性能化,作为其电源的二次电池的使用率日益提高。
我单位于1998年在对充电器市场调研后,设计开发了“ZXG-99型智能快速充电器”,1999年设计定型,同年投入生产,截止到2001年底,已经累计生产了5000多部,取得了一定的社会效益和经济效益。
今年又签定了几千部的生产合同,但是随着产量的逐年增加,以及二次电池市场的不断变化,该产品在设计中的不足越来越明显。
主要有以下几点:a.“ZXG-99型智能快速充电器”的中央微处理器选择的是OTP型单片机,不具有片上FLASH存储器,程序固化后不能更改,这在产品批量生产时十分不便,而且随着市场上二次电池的充电特性不断变化,设计人员要及时更改充电控制参数或开发新的充电算法,这样对已出厂的产品只能更换新的MCU,增加了生产成本;b.“ZXG-99型智能快速充电器”只能对镍镉电池(Nicd)和镍氢电池(NiMH)充电,没有涉及锂离子电池,主要原因是当时锂离子电池的普及率低,价格高。
但是锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比、无记忆效应、可多次重复充电、使用寿命长等优点,促进了便携式产品向更小更轻的方向发展,使得选用单节锂离子电池供电的产品越来越多,同时其价格也越来越低。
今后二次电池的主流将是锂离子电池,作为一个完整的产品应该将其纳入到设计中;c.该OTP型单片机的A/D采样值只有8位,在对电池进行-△V检测中精度不够,不能对充电过程实行更精确的控制。
编号2014020342B 研究类型应用研究分类号TN7学士学位论文(设计)Bachelor’s Thesis论文题目智能电池充电器的设计作者姓名陈绪词学号2010112020342所在院系物理与电子科学学院学科专业名称电子信息科学与技术导师及职称潘言全副教授论文答辩时间2014年5月11日学士学位论文(设计)诚信承诺书目录1. 前言 (1)2.系统设计概述 (2)2.1设计内容和要求 (2)2.2总体设计方案 (2)3.硬件电路设计 (6)3.1总体电路设计 (6)3.2硬件功能模块分析 (6)4.系统软件设计 (10)4.1主程序流程图 (10)4.2数码管显示模块 (11)4.3定时器模块 (12)4.4按键处理器模块 (12)4.5ADC采样和PWM模块 (13)4.6充电过程处理模块 (13)5. 系统实物调试和效果 (14)6. 总结与展望 (16)7.参考文献 (17)致谢学士学位论文(设计)评审表智能电池充电器的设计陈绪词(指导老师,潘言全副教授)(湖北师范学院物理与电子科学学院,湖北黄石435002)摘要:本文所述的智能电池充电器,利用运放和场效应管构成的闭环控制组成恒流恒压源,根据锂电池的特性,通过恒流恒压源对电池进行充电。
单片机产生PWM 波,通过滤波电路去调节恒流恒压源,单片机自带的ADC功能,对恒流恒压源的电流和电压进行检测,并且与之前设置最大电流和最大电压进行比较,从而进行调节。
按键设置充电器的最大电流和最大电压,设置完成之后,充电器处于工作状态,数码管显示电池两端的电压和电流。
整个过程实现智能调控。
关键词:单片机;充电器;恒流恒压源;智能中图分类号:TN7The Design Of Intelligent Battery ChargerChen Xuci(Tutor:Pan Yanquan)(College of Physics and Electronic Science,Hubei Normal University, Huangshi, 435002, China)Abstract:A i ntelligent battery charger described in this paper is a constant current and constant voltage source realized by closed-loop controls composed of operationalamplifiers and FETs. According to the characteristics of lithium battery, a battery ischarged by the charger. With the use of PWM wave by MCU, the charger isadjusted through the filter circuit. ADCs on MCU are able to detect the current andvoltage and compare the maximum current and maximum voltage set before, so asto adjust. The maximum current and maximum voltage of the charger is set up bykeys. After a one-time setup, the charger is in working state, and digital pipesdisplay battery voltage and current. The whole process is intelligently controlled. Key words:MCU;Charger;Constant current and constant voltage source;Intelligence智能电池充电器的设计陈绪词(指导老师,潘言全副教授)(湖北师范学院物理与电子科学学院,湖北黄石 435002)1.前言社会信息化进程的加快对电力、信息系统的安全稳定运行提出了更高的要求。
南阳理工学院本科生毕业设计(论文)学院:电子与电气工程学院专业:自动化学生:张玉坤指导教师:尹应鹏完成日期 2014 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计(论文)智能锂电池充电器设计Design of Smart Li-ion Battery Charger总计:30 页表格: 2 个插图:14 幅南阳理工学院本科毕业设计(论文)智能锂电池充电器设计Design of Smart li-ion Battery Charger学院:电子与电气工程学院专业:自动化学生姓名:张玉坤学号:1209624034指导教师(职称):尹应鹏(讲师)评阅教师:完成日期:南阳理工学院Nanyang Institute of Technology智能锂电池充电器设计自动化专业张玉坤[摘要]充电器已经在我们的日常生活中普遍应用,随着移动设备的发展,可充电电池已经成为移动设备电源的必要器件,相配套的充电器和可对多种电池充电的充电器的市场需求量也逐渐上升。
本次设计采用MAX1898作为智能充电芯片,通过单片机控制可以实现预充,快速充电,恒压充电以及蜂鸣报警等智能化充电过程。
另外还可以监控充电过程中的各个状态。
实现电路电路简单,成本较低,而且充电效果很好,包括安全性高,耗时短,对电池损坏小,满足一般用户的要求。
[关键词]充电器;智能;单片机;MAX1898Design of Smart li-ion Battery ChargerAutomation Specialty ZHANG Yu-kunAbstract:Chargers have been widely applied in our daily life and with the development of mobile devices, rechargeable batteries have become mobile equipment necessary components, the market demand of the charger corresponding and charging to various battery is rising gradually.The design uses a lithium battery smart charger MAX1898 chip, chip control can be achieved by pre-charging, fast charging, constant voltage charging and buzzer alarm and other intelligent charging process.It also can monitor each state in the process of charging.Realizing circuits is simp, low cost, and charging effect is very good, including high security,little time-consuming , meet the requirements of general users.Keywords:The charger;intelligent;Single chip microcomputer;MAX1898目录1 引言 (3)2 方案设计和论证 (3)2.1 设计任务及要求 (3)2.2 方案设计与论证 (4)2.2.1 充电控制芯片的选择 (4)2.2.2 电池充电芯片的选择 (5)3 硬件电路介绍 (5)3.1主控制芯片STC89C52介绍 (5)3.1 STC89C52单片机引脚及说明 (6)3.2 MAX1898特性介绍 (8)3.2.1 MAX1898芯片引脚及说明 (8)4 系统软件设计和调试 (11)4.1 单元电路设计 (11)4.1.1 单片机模块电路 (11)4.1.2 充电器充电控制电路设计 (12)4.2 总电路设计 (12)5系统程序设计 (13)5.1 程序设计概述 (13)5.2 程序流程图 (14)6 系统硬件设计和调试 (17)6.1 电路图设计介绍 (17)6.2 硬件电路制作 (18)6.3 系统电路软、硬件连调 (20)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)1 引言随着社会信息化过程的快速发展对电力、信息系统的安全稳定高效运行提出了更高的要求。
智能电池充电器的设计毕业论文 - 应用电子Anhui Vocactional & Technical College of Industry & Trade 毕业论文智能电池充电器的设计Design of intelligent charger所在系院:专业班级:学生学号:学生姓名:指导教师:电气与信息工程系应用电子技术2021年 3 月 18 日安徽工贸职业技术学院毕业设计(论文)任务书系(院)电气与信息工程系专业应用电子技术班级 2班学生姓名学号 2021050212一、题目:智能电池充电器的设计二、内容与要求:1.智能充电器的设计所涉及的基本内容大概有:第一,有关铅蓄电池的电化学原理和充放电原理。
第二,关于充电器对铅蓄电池充电的原理及其电路设计。
第三,充电器对充电过程的检测及其自动转换。
2.阐述了该充电器的充电方式、控制方法的设计以及整个电路的分析。
三、设计(论文)起止日期:任务下达日期:年月日完成日期:年月日指导教师签名:年月日四、教研室审查意见:教研室负责人签名:年月日安徽工贸职业技术学院毕业设计(论文)成绩评定专业、班级 10应电(2)班学生姓名完成日期题目:智能电池充电器的设计毕业设计(论文)共 29 页,其中:图 19 幅,表 2 个毕业设计(论文)指导小组评定意见:毕业论文成绩的评定:指导教师审阅成绩(70%)系(院)负责人签名:年月日评阅教师评阅成绩(30%)总分安徽工贸职业技术学院毕业设计(论文)智能电池充电器的设计摘要本文着重介绍了慢脉冲智能充电方法的应用,同时还介绍了关于慢脉冲快速充电方法的基本原理,其中本文主要以对电瓶的充电为例,利用慢脉冲快速充电的方法来提高充电速度。
在充电过程中主要选择用单片机控制,实现对过冲保护。
该系统具有自动化程度高、运行费用低、工作可靠性能强等优点。
由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠、使用寿命长,广泛作为汽车、飞机、轮船等机动车辆或发电机组的启动电源,也在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中用作一些电器及控制回路的工作电源。
智能恒压充电器设计内容摘要:电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展,也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。
目前,较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池。
它们的各自特点决定了它们将在相当长的时期内共存发展。
由于不同类型电池的充电特性不同,通常对不同类型,甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器,但这在实际使用中有诸多不便。
本课题设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器,在设计上,选择了简洁、高效的硬件,设计稳定可靠的软件,详细说明了系统的硬件组成,包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路,并对本充电器的核心器件—MAX1898充电芯片、AT89C51单片机进行了较详细的介绍。
阐述了系统的软硬件设计。
以C语言为开发工具,进行了详细设计和编码。
实现了系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。
该智能充电器具有检测锂离子电池的状态;自动切换充电模式以满足充电电池的充电需要;充电器短路保护功能;充电状态显示的功能。
在生活中更好的维护了充电电池,延长了它的使用寿命。
关键字:智能恒压充电器锂电池MAX1898Design of intelligent constant voltage chargerAbstract:the rapid development of electronic technology makes a wide variety of electronic products towards portable and compact lightweight direction, more electrical products based on battery power supply system. At present, the use of more batteries nickel-cadmium, nickel-metal hydride, lead battery and lithium battery. Their respective characteristic decided they would in a fairly long period of coexistence. Due to the different characteristics of different types of charge of the battery, usually of different types, and even different voltage, high-capacity battery using different charger, but it has a lot of inconvenience in practical use. The design is based on a single-chip Li-ion battery charger, in the design, selection, a simple and efficient hardware design, stable and reliable software, a detailed description of the hardware structure of the system, including single chip circuit, a charging control circuit, voltage conversion and optically coupled isolation circuit, and the charger core devices - MAX1898 charging chip, AT89C51 chip are introduced in detail. Elaborated the system hardware and software design. Using the development tool of C language, a detailed design and coding. Realization of the system reliability, stability, security and economy. The intelligent charger with detecting lithium ion battery condition; automatic switching charging mode to meet the need of the charger rechargeable battery charging; short circuit protection; the charging state display function. In life the better maintenance of rechargeable batteries, prolongs its service life.Keywords: intelligent constant voltage charger lithium battery MAX1898目录前言 (1)1 实例说明 (1)2 设计思路分析 (1)2.1要实现智能化充电器,需要从下面两个方面着手。
(1)2.2 为何需要实现充电器的智能化 (2)2.3 选择电池充电芯片 (2)2.4 MAX1898的充电工作原理 (3)3 智能恒压充电器硬件电路设计 (5)3.1 电路所需器件功能介绍 (5)3.1.1 AT89S51引脚功能 (5)3.1.2 MAX1989引脚功能 (8)3.2 时钟电路设计 (10)3.3 电路原理图及说明 (11)3.4 软件设计 (14)3.5 程序流程 (15)4 总结语 (15)附录1:单片机采样部分电路原理图 (17)附录2:PCB控制模块 (18)附录3:程序 (19)参考文献 (22)智能恒压充电器设计前言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。
这部分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2.1要实现智能化充电器,需要从下面两个方面着手。
✧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。
✧智能化的实现。
在充电器电路中引入单片机的控制。
2.2 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。
2.3 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。
本设计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,因此在选择具体电池充电芯片时根据以下的标准。
电池类型:不同的电池(锂电池、镍氢电池、镍镉电池等)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。
最终选择Maxim公司的MAX1898作为电池充电芯片。
MAX1898配合外部PNP或PMOS晶体管可以组成完整的单节锂电池充电器。
MAX1898提供精确的恒流/恒压充电,电池电压调节精度为±0.75%,提高了电池性能并延长了电池使用寿命。
充电电流可由用户设定,采用内部检流,无须外部检流电阻。
MAX1898提供了充电状态的输出指示、输入电源是否与充电器的连接的输出指示和充电电流指示。
MAX1898还具有其他一些功能,包括输入关断控制、可选的充电周期重启(无须重新上电)、可选的充电终止安全定时器和过放电电池的低电流预充。
MAX1898的关键特性如下。
●简单、安全的线性充电方式。
●使用低成本的PNP或PMOS调整元件。
●输入电压:4.5~12V。
●内置检流电阻。
●±0.75%电压精度。
●可编程充电电流。
●输入电源自动检测。
● LED充电状态指示。
●可编程安全定时器。
●检流监视输出。
●可选/可调节自动重启。
●小尺寸μMAX封装。
2.4 MAX1898的充电工作原理充电芯片MAX1898的内部电路包括输入电流调节器、电压检测器、充电电流检测器、定时器、温度检测器和主控制器。