電池快速充電器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)電池快速充電要求，開(kāi)發(fā)了基于16位單片機(jī)SPCE061A和UC3842開(kāi)關(guān)電源的電池快速充電器。給出了系統(tǒng)的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)及軟件流程。在硬件方面，重點(diǎn)介紹了以SPCE061A為核心的控制電路和開(kāi)關(guān)電源檢測(cè)電路。從理論上分析了恒流、恒壓和智能等充電算法。經(jīng)檢驗(yàn)測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

??? 關(guān)鍵詞：電動(dòng)車(chē)? 開(kāi)關(guān)電源?? 智能充電? SPCE061A

??? Abstract: To meet the demand of quick battery charging, a fast battery charger based on 16bit Sunplus microprocessor SPCE061A and switching power supplier UC3842 is developed. This paper introduces the working principle, hardware structure as well as software flow of charger system. To hardware, SPCE061A-core control circuit and detection circuit of switching power supplier are emphatic introduced. This paper analyses several kinds of charge algorism such as constant current, constant voltage and intelligent charge theoretically. The test indicates that all technique guideline reach the demand of design.

??? Keywords: Electrical bike；Switching power source；Intelligent chart

1引言

??? 以蓄電池為能源的電動(dòng)自行車(chē)被認(rèn)為是21世紀(jì)的綠色工程，由于其具有省時(shí)省力、無(wú)廢氣污染、無(wú)噪音、輕便美觀等特點(diǎn)，受到眾多使用者的青睞。但在使用中也暴露出它的局限性，那就是蓄電池的容量決定了它僅能在較小范圍內(nèi)使用，而且隨著使用時(shí)間的遞增，電池行駛里程會(huì)逐漸縮短，許多人都有半路電池耗盡，不得不費(fèi)勁騎回家的經(jīng)歷。本文就是要探討解決這一難題的方法，提出一種電動(dòng)自行車(chē)快速充電的模式來(lái)解決這一問(wèn)題，采用刷卡方式或其他計(jì)費(fèi)方式對(duì)充電車(chē)輛進(jìn)行收費(fèi)，并指定電池類(lèi)型。

??? 電動(dòng)自行車(chē)快速充電系統(tǒng)的成敗關(guān)鍵在蓄電池充電系統(tǒng)，它必須具有充電時(shí)間短、對(duì)蓄電池使用壽命影響小以及充滿判斷準(zhǔn)確的特點(diǎn)。因此，研制性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠的電動(dòng)自行車(chē)蓄電池快速充電系統(tǒng)是十分必要的。在盡可能較小影響蓄電池使用壽命的前提下，希望能采用最大的充電電流，在短時(shí)間內(nèi)將電池容量基本充足。而且在這個(gè)過(guò)程中，電池既不產(chǎn)生大量氣體，又不使電池內(nèi)部溫度過(guò)高。

2控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)總體組成框圖

??? 本設(shè)計(jì)電源采用UC3842組成單端正激式開(kāi)關(guān)電源，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源控制對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。微處理器采用凌陽(yáng)SPCE061A 16位單片機(jī)。12864液晶顯示出中文菜單，同時(shí)顯示電池的電壓、電流、溫度等狀態(tài)，并且利用凌陽(yáng)SPCE061A 16位單片機(jī)的語(yǔ)音功能，對(duì)充電進(jìn)行語(yǔ)音提示。系統(tǒng)總體組成框圖如圖1所示。

??? 顯示部分采用ACM12864液晶顯示，該模塊價(jià)格低，數(shù)據(jù)可讀可寫(xiě)，自帶負(fù)電壓發(fā)生電路，單+5V供電，帶背光，可與各種微處理器直接接口，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作不受外部時(shí)鐘控制，不帶漢字庫(kù)，占空比為1/64，外部共有20條引腳來(lái)進(jìn)行外部接口。通過(guò)ACM12864模塊與SPCE061A的接口設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)在充電過(guò)程中通過(guò)對(duì)電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，在液晶屏上實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。

??? 電流檢測(cè)通過(guò)在充電回路中串聯(lián)一個(gè)0.1歐姆的電阻，通過(guò)讀取其上的電壓值來(lái)檢測(cè)電流；電壓檢測(cè)通過(guò)兩個(gè)電阻對(duì)蓄電池兩端的電壓進(jìn)行分壓，使分壓值在凌陽(yáng)SPCE061A A/D轉(zhuǎn)換電壓范圍之內(nèi)，從而檢測(cè)電壓。 蓄電池溫度的檢測(cè)是用溫度轉(zhuǎn)換專用芯片AD590來(lái)進(jìn)行的。在整個(gè)充電過(guò)程中，要不斷檢測(cè)溫度、電壓、電流值，當(dāng)溫度、電壓、電流有異常時(shí)，停止充電，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

??? SPCE061A的主要特點(diǎn)：16個(gè)I/O口，32k字的存儲(chǔ)空間，足夠存儲(chǔ)程序和字模；它內(nèi)部集成AD、DA和看門(mén)狗定時(shí)器，這些特性，可以大大簡(jiǎn)化外圍電路。不僅外部電路簡(jiǎn)單,而且可以方便實(shí)現(xiàn)人性化很強(qiáng)的人機(jī)界面（鍵盤(pán)輸入和液晶中文菜單）和語(yǔ)音提示功能。