基于PIC单片机的数字式智能铅酸电池充电器设计

文章摘要：恒压充电用简单的控制方法很容易就能实现。在充电的初始阶段，由于电池的电压很低而造成充电电流很大，这对电池会造成损害。当电池电压达到一定值之后，电流就会随之减小。这种充电方法的缺点就是会造成温度上升和电池的寿命减少，并且在开始时电流很大。而后来快充满时电流又很小，就无法充分利用充电器的容量。2.3 恒压限流法 恒压限流法实际上是将恒压充电和恒流充电相结合，又可称为混合充电法。在充电开始阶段，由于电池电压过低，为避免电流过大而损坏电池，就采用恒流充电法来限制充电电流。但电压达到预定值时，进入恒压充电方式。恒压限流方式是大多数电池厂商推荐的充电方式。由于蓄电池充电电压较低，充电后期电流很小．因

基于PIC单片机的数字式智能铅酸电池充电器设计,标签：单片机开发,单片机原理,单片机教程,http://www.88dzw.com
恒压充电用简单的控制方法很容易就能实现。在充电的初始阶段，由于电池的电压很低而造成充电电流很大，这对电池会造成损害。当电池电压达到一定值之后，电流就会随之减小。这种充电方法的缺点就是会造成温度上升和电池的寿命减少，并且在开始时电流很大。而后来快充满时电流又很小，就无法充分利用充电器的容量。

2.3 恒压限流法
   　 恒压限流法实际上是将恒压充电和恒流充电相结合，又可称为混合充电法。在充电开始阶段，由于电池电压过低，为避免电流过大而损坏电池，就采用恒流充电法来限制充电电流。但电压达到预定值时，进入恒压充电方式。恒压限流方式是大多数电池厂商推荐的充电方式。由于蓄电池充电电压较低，充电后期电流很小．因此电解液中产生的气泡很少，可以节省电能、降低蓄电池的温升，避免损坏电池的极板。恒压限流方式是一种很有效的充电方式，加上过充判断、浮充控制、温度补偿等就可以形成一个简单的充电管理系统，蓄电池可以在这个系统下更好地工作。

2.4 脉冲充电
    　在充电过程中，只要充电电流不超过蓄电池可接受的电流，蓄电池内部就不会产生大量的气泡。蓄电池中产生的极化现象会阻碍充电，并且使出气率和温升显著升高。因此，极化电压是影响充电速度的重要因素。用周期性的脉动电流给电池充电可以使电池有时间恢复其原来状态，减小极化现象的影响，解决快速充电面临的难题。但是目前这种充电方式还在研究阶段，对于采用多大的脉冲周期，占空比又是多少之类的具体问题还没有一个定论。

2.5 ReflexTM充电方式
    　Retlex充电方法是脉冲电流法的改进：一个周期是由一个正脉冲后加一个负脉冲，然后才是空闲时段。这样就强制消除电池的极化现象，使得电池充电时可以更快而又不损害电池的使用寿命。这种充电方式与脉冲充电方式一样，仍然处于研究阶段。

3 数字式智能充电器的设计
3．1 系统结构和充电方案的设计
   　 本文中设计的系统是一个针对12V/(200～500Ah)的铅酸蓄电池智能充电系统。采用半桥作为主功率拓扑，开关频率取80 kHz左右。

    　对于一个智能管理系统，控制模块无异于它的大脑。充电器的所有动作都是由它来决定和控制的，所以控制模块的选择关系到整个系统的优劣。由于系统需要多个A／D转换器，但不需要扩展存储器也不需要通讯，根据以上特点我们选择了MICROCHIP公司的PIC系列PICl6C73单片机。

    　图3所示为钾能充电器的系统框图。单片机是智能充电器的核心部件，它根据电流、电压采样以及温度采样做出温度补偿后的PWM波形输出，经过驱动电路提供给功率电路，并且决定了智能充电器的工作状态，可以在必要的情况下做出保护动作。意外故障保护电路町以在单片机失效的情况下对电路进行强制保护，起到舣重保险的作用。报警显示部分用若干个LED表示系统的运行状态，简单有效。

    　充电方式采用恒压限流法。恒压限流充电模式分两个阶段，第一阶段是恒流阶段，即系统给定电流值，给电池以恒定电流充电，当电池的电压达到系统给定的转化值，就转为第二阶段——恒压阶段。恒压转化值会影响充入电量的多少。

    　由图4可知，当恒压转化值(Vref)设置的较低时，充入的电量不足(图中阴影部分就是少充入的容量)，没有充分利用电池的容最，长期工作，会引起电池容量丢失，这就要求把恒压转化值设高。但是恒压值较高，容易在充电末期引起过充电，这同样会导致电池容量丢失。

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