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1、微机控制智能充电器的过程分析大连理工大学1第1页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学21.智能充电器原理框图2.智能充电器的充电过程分析3.智能充电器原理分析4.智能充电器程序流程图5.小结第2页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学31.智能充电器的原理框图为了加入智能控制达到实时监控的目的，我们以单片机及相关电路在充电的整个过程中动态跟踪蓄电池的电压，自动调整充电电流，使充电电流自始至终保持在蓄电池可接受的充电电流附近，并使蓄电池在无气体溢出的状态下充电，从而既保护了电池，又能使电池充分充电。该充电器的硬件电路主要包括电压变换、SCR主电路、AC/DC整流电路、电压和
2、电流采样电路、A/D转换电路、单片机控制电路、晶闸管触发电路等组成，并具有过压保护、过流保护功能。第3页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学4 智能充电器的原理框图电压变换SCR主控电路AC/DC整流蓄电池组电流、电压采样同步信号隔离、驱动单片机控制器A/D转换状态显示AC输入第4页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学52.智能充电器的充电过程分析该设计电路采用以快为主的分级恒流充电法，在程序的初始阶段，首先对单片机进行初始化，然后根据电池状况判断应进入哪一阶段。当单片机检测到电池电压比较低的时候，就进入第一阶段，用较大的电流进行充电，使电池在短时间内充入比较大的电量而
3、不会损坏电池。第5页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学6为保证充电电流恒定，由单片机在充电过程中不断检测充电电流的大小，与设定的电流值进行比较，调整触发脉冲的相位角，从而调整SCR（晶闸管）导通的角度，改变充电电源电压，达到电流恒定的目的。以6-DG-40AH型蓄电池为例介绍充电过程第6页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学76-DG-40AH型蓄电池的充电过程：第7页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学8在第一阶段（0-t1），充电器以恒定电流5.6A对蓄电池充电，由单片机控制充电时间，当蓄电池电压上升到预先设定的电压值时，立即转换到第二阶段充电（t1-
4、t2），单片机控制SCR的导通角，使电流维持2.8A，当电池电压上升到第二阶段的规定值时，结束充电，进入浮充阶段（t2-t3),单片机控制SCR导通角，使充电器以0.6A的断续电流对蓄电池充电。浮充状态下，可长时间对蓄电池进行充电，从而能最大限度的延长蓄电池寿命。第8页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学93.智能充电器原理分析1、电压采样电路、电压采样电路 对蓄电池充电电压的测量通过电阻分压的方法，把蓄电池端电压转换成数模转换器A/D可接受的电压范围（0-5V）。因此，充电器的输出电压经分压后得到的输出采样电压被送到A/D转换器的通道，然后经A/D转换器转换成数字信号，送到单片机
5、中，在充电过程中，单片机与预先设定的电压值进行比较，决定该进入充电的那个阶段。第9页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学102、电流调控电路、电流调控电路 与充电器输出端串联的电阻为电流采样电路，当充电器电流过大或变小时，在采样电阻两端的电压必然增大或减小，经过A/D转化后送到CPU中，在软件编程中用电压值除以电阻值便可得到充电电流的大小，CPU将此电流值与该充电阶段预先设定的电流值进行比较，然后决定触发脉冲该提前还是推后，从而控制了SCR导通角，使出现在充电器输出端的直流电压跟着变化，从而确保了其恒流的输出特性。第10页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学114.智能
6、充电器程序流程图单片机首先进行初始化，然后对蓄电池的电压、电流进行测量，与预先设定的充电曲线进行比较。如果符合，则进入浮充阶段，充电结束；如果不符合，则单片机按照设定的控制算法进行计算，对充电电流进行调整，直到满足要求。该充电器主程序主要由充电电流检测、电压检测、电流调整等子程序组成。第11页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学12开始初始化电压采样U43V电流采样I=5.6A调整脉冲角度以新角度充电以原角度充电43VU47V电流采样I=2.8A调整脉冲角度以新角度充电以原角度充电浮充NYYNNYYN第12页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学13上述只是介绍了一个特例的智能充电器程序流程，该充电器适应不同电压值的蓄电池，只要对软件中的有关电压的参数进行修改，就可对不同电压值的蓄电池进行充电，无需改变硬件电路。第13页，共14页，编辑于2022年，星期六大连理工大学145.小结当蓄电池电压较低时，用5.6A大电流恒流充电，利用开始充电时蓄电池接受能力最佳的有利条件，使电池在短时间内充入比较大的电量，占蓄电池总容量的50%左右，充电时间仅占总充电时间的1/3-1/4。当蓄电池电压达到预先设定的值，进入第二阶段充电，最后保持在浮充状态。这种多级恒流充电方式有利于充入更多的电量，有利于延长蓄电池的使用寿命。第14页，共14页，编辑于2022年，星期六