用電池監(jiān)測(cè)芯片實(shí)現(xiàn)多功能智能充電器

從原理結(jié)構(gòu)框圖可以看到，該充電器主要由充電主回路、同步脈沖產(chǎn)生電路、可控硅觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路、DS2438 測(cè)量電路、單片機(jī)系統(tǒng)及液晶顯示等組成。其中DS2438 測(cè)量電路、單片機(jī)系統(tǒng)及液晶顯示同時(shí)被用于電池放電時(shí)電池的管理系統(tǒng)，對(duì)蓄電池的電壓、電流、電量以及溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量顯示，放電結(jié)束后，電池的剩余電量將保存于DS2438 ICA 寄存器中。在充電系統(tǒng)中，DS2438 對(duì)蓄電池充電過程中的上述各個(gè)參數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過單總線上傳給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)檢測(cè)到的各參數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析判斷，控制輸出可控硅的觸發(fā)脈沖，控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制充電電壓和充電電流，以確保充電器按照所選用的充電模式，既不過充也不欠充，并具有過熱保護(hù)，安全可靠地進(jìn)行充電。

為實(shí)現(xiàn)可控硅的同步觸發(fā)控制，需要獲得電網(wǎng)電壓同步脈沖信號(hào)。系統(tǒng)因而設(shè)計(jì)有同步脈沖產(chǎn)生電路。

該電路在電網(wǎng)電壓每個(gè)周波由正變負(fù)過零點(diǎn)附近，使得8031 的外部中斷INT0 獲得一個(gè)負(fù)跳變的有效中斷請(qǐng)求信號(hào)。所以，每一周波INT0 都中斷一次。在INT0的中斷服務(wù)程序中，設(shè)置T1 定時(shí)Xms,0

在T1 定時(shí)中斷服務(wù)程序中，首先控制P1.7 產(chǎn)生負(fù)脈沖，然后，為了獲得100Hz 的觸發(fā)脈沖，再設(shè)置T1定時(shí)10ms,在進(jìn)入第二次定時(shí)中斷服務(wù)程序中，再設(shè)置P1.7 產(chǎn)生負(fù)脈沖。這樣，在P1.7 輸出的為100Hz的脈沖信號(hào)，經(jīng)過光電隔離及三極管放大電路，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。從而在電池兩端可獲得脈動(dòng)可調(diào)的充電電壓。各點(diǎn)的波形如圖2 所示。

圖2 充電器各點(diǎn)波形圖

5 多功能智能充電器的特點(diǎn)

多功能智能充電器是由微處理器控制、智能型的充電設(shè)備，以微處理機(jī)作為核心控制部件，將DS2438作為充電系統(tǒng)的檢測(cè)核心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)充、放電過程中各種參數(shù)數(shù)字化采樣、數(shù)字化處理、全數(shù)字顯示。

在充電開始階段，充電器在微處理器的控制下對(duì)被充蓄電池進(jìn)行一系列的測(cè)試，以找出被充蓄電池的基本參數(shù)，確認(rèn)被充蓄電池的剩余電量、電壓等級(jí)及所需充電方式。

充電過程中，在核心控制部件微處理機(jī)的控制下，-9VINT0T1定時(shí)P1.7VA20VVB20V12Vtttttt圖2 充電器各點(diǎn)波形圖充電器對(duì)被充蓄電池進(jìn)行不間斷的跟蹤測(cè)試。微處理器對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行不間斷的計(jì)算并根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整下一充電電流的強(qiáng)度。

在充電結(jié)束階段，充電器通過被充蓄電池的電量、電壓、電流變化等幾個(gè)因素來判別被充蓄電池的充電飽和程度，并根據(jù)設(shè)定的參數(shù)決定是否結(jié)束充電。整個(gè)充電過程中，所有判別工作都由微處理器自動(dòng)完成。

多功能智能充電器能及時(shí)對(duì)充電的重要參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化顯示。在整個(gè)充電過程中，充電器對(duì)充電電流、充電電壓、充電時(shí)間、已充安時(shí)數(shù)、電池溫度等信息進(jìn)行顯示。

由于采用微處理機(jī)控制，多功能智能充電器還具備了較強(qiáng)的保護(hù)和報(bào)警功能。

多功能智能充電器采用較為傳統(tǒng)可靠的可控硅調(diào)壓控流加變壓器作為功率部件。這種結(jié)構(gòu)保證了較為可靠的電氣性能又確保了高電壓的安全隔離。

本文設(shè)計(jì)出了一種高性能的基于專用電池監(jiān)測(cè)芯片的多功能智能充電器。該充電器采用先進(jìn)高度集成化的智能模塊，對(duì)蓄電池充電過程進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)與控制，保證不同程度的蓄電池能按應(yīng)有的充電方式進(jìn)行充電，以防止蓄電池因充電不當(dāng)而降低使用壽命，大大改善了充電器的性能。