镍镉电池智能充电器的研制

时间:2013-12-31来源:网络

智能充电器的硬件电路图

  
此开关电源属于复合式开关电源,采用TL431的精密基准和PC817组成反馈电路。整个工作过程:交流输入经滤波、整流后成为直流高压,再由功率开关管斩波、高频变压器降压后得到高频矩形波电压,最后经过输出整流滤波器,获得所需要的直流输出电压。此开关电源达到了: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4.4~11.3V(主回路)的电压,输出电流为1A。其电路如图3所示。

开关电源电路图

程序结构图


控制电路部分主要由AT89C2051、ADC TLC0832、运放LM358及数字电位器X9C102、分压电阻、电流采样电阻组成。单片机对正在充电的电池进行实时电压、电流取样,经A/D转换后输入单片机。单片机根据电池不同的充电状态采取不同的充电算法,通过数字电位器对开关电源的输出电压进行控制,通过改变电池组端电压来达到控制充电过程的目的。

  电路接上蓄电池后,充电过程开始,当检测到电池电压在正常范围内时,充电器软启动,充电电压、电流逐渐增加到额定恒定充电电流值,进行恒流充电,“正充电”LED灯闪烁,同时开始计时。此后不断检测电池电压,当电池电压大于或达到规定的最大值(该电池规定的最大值为10.5V)或充电时间等于5小时后,单片机发出指令,减小数控输出值大小,使充电电流减小,转为涓流充电(0.1A),“已充满”LED指示灯亮。这样就避免了因电池温升过快或严重极化,影响充电质量、降低蓄电池的使用寿命甚至产生事故,从而快速、安全、高质量地完成充电过程。

  4 软件智能控制

在程序的初始阶段首先应对单片机进行初始化,然后判断电池是否连接正确,根据电池电压判断应该进入哪一个充电阶段,即恒

流或者涓流充电方式。恒流方式:不断检测流过电池的电流是否达到恒定电流(1A),如果小于lA则抬高电池两端的电压使之达到lA(在电池两端电压小于电池的最大充电电压10.5V的前提下)。涓流方式:在电池两端电压达到最大值后进入涓流充电模式。程序结构图如图4所示。

本文提出一种恒流限压、智能控制的充电方案,能很好地解决镍镉蓄电池组在充电过程中存在的过充电、充电不足、发热等问题。该充电器已批量生产并投入使用,效果令人满意。同时,在已有的基础上针对不同种类的电池,只要根据不同电池的最佳充电曲线对控制器中的程序进行相应的调整,就能对不同类型的电池进行充电。

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关键词: 镍镉电池 智能充电器

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