快速充電路開發(fā)

摘要：用PIC16C74單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對電池組的快速充電，并對3個(gè)快速充電方案進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 快速充電 電池組

隨著對便攜產(chǎn)品需求的增加，充電電池的應(yīng)用也越來越廣，有許多家公司生產(chǎn)了快速充電控制芯片，如Maxim的Max712、713、846、2003;AD公司的ADP3810、3811；Liner公司LT1505等，但因我們的產(chǎn)品已經(jīng)定型，無法增加新的控制芯片。我們研制的便攜儀器使用可充電電池組（8節(jié)NiMH電池串聯(lián)），采用0.1C充電16小時(shí)，充電時(shí)間長，使用不便。為方便使用需要增加快速充電功能。在幾乎不增加成本的情況下，我們利用原有PIC16C74芯片的AD功能，研制了快速充電器。

PIC16C74是低功耗、高性能、CMOS、8位微處理器，含8級堆棧，多個(gè)內(nèi)部及外部中斷源，采用一種先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，與其他同類型8位微處理器相比，可達(dá)到2：1的代碼壓縮如4：1的速度提高。PIC16C74含33個(gè)I/O口，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口，同步串行口，8通道高速8位A/D，4KX14ROM，192個(gè)字節(jié)RAM，看門狗定時(shí)器，輸出口具有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。

快速充電器原理圖見圖1。

其中：VAD1正比于電池電壓

VAD2正比于充電電流

Change端控制充電電流

DC+，DC-接外接電源

BAT+，GND接電池

CPU通過采集電池電壓、充電電流信號，通過Charge端進(jìn)行充電控制，電池組為8節(jié)1.2Ah NiMH電池串聯(lián)組成。

具體充電方案有3個(gè)：

1.限時(shí)充電

充電器為DC13V 500mA電源，連續(xù)充電3hr后，斷開充電電源。經(jīng)測試，電池組放電容量約為1.15Ah(放電電流約為1A)，電池壽命大約可達(dá)200次。批量生產(chǎn)時(shí)要求器應(yīng)有較好的一致性。

2.連續(xù)充電

在開始充電的2-5分鐘內(nèi)，MOS管斷續(xù)導(dǎo)通，進(jìn)行電池預(yù)充電，而后MOS管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)（為安全起見可設(shè)一最長充電時(shí)間）。當(dāng)電池電壓大于12V時(shí)，MOS管斷續(xù)導(dǎo)通，充電到12.8V后結(jié)束充電（設(shè)一最長充電時(shí)間）。經(jīng)測試，電池組放電容量約為1.2Ah(放電電流約為1A)，電池壽命大約可達(dá)300次。批量生產(chǎn)時(shí)要求充電器有一定的一致性。

3.斷續(xù)充電

在開始充電的2-5分鐘內(nèi)，MOS管斷續(xù)導(dǎo)通，進(jìn)行電池預(yù)充電，而后開始快速充電?？焖俪潆娺^程中，通過控制MOS管的通斷，使充電電流小于1.2A，當(dāng)電池電壓上升過快時(shí)也應(yīng)減小充電電流，一旦電池電壓不上升后，快速充電即告結(jié)束，再經(jīng)涓流充電一段時(shí)間后結(jié)束充電。若在1小時(shí)內(nèi)電池電壓仍小于8V，則停止充電并報(bào)警，此時(shí)應(yīng)檢查外接充電電源、充電電路和電池組是否損壞。整個(gè)充電過程可根據(jù)需要控制在1.5小時(shí)至3小時(shí)。測試結(jié)果見表1。

表1 斷續(xù)充電測試結(jié)果

3個(gè)充電方案的比較見表2。

表2 充電方案比較

結(jié)語

在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的側(cè)重點(diǎn)選擇充電方案。