智能型铅酸蓄电池充电器的设计与实现.doc
智能型铅酸电池充电器设计与实现
目前矿用永磁操动机构馈电开关智能控制器采用铅酸蓄电池作为备用电源。
传统的铅酸蓄电池充电方法有恒流限压充电和恒压限流充电，但充电效果都不是很理想，一方面这些方法充电时间过长，温升过快。
另一方面，充电过程中存在过充和欠充现象[1].专家研究表明：铅酸蓄电池充电过程对其寿命影响最大，过充电、充电不足以及温升都是引起电池故障的主要原因[2,3].基于以上原因，系统根据蓄电池的充电特性，采用基于sugeno 推理的模糊PID 控制算法，设计了以atmega16 单片机为核心的智能充电器，它能够实时采集电池充电过程中的电流、电压、温度等模拟量，使充电始终在最佳状态下进行，实现了高效、快速、无损的充电过程。
1 系统总体结构设计系统选取ATMEL 公司生产的 atmega16 单片机作为核心控制芯片。
总体结构包括：电源模块、充电主电路模块、模拟量检测模块、显示及报警模块和IGBT 驱动模块。
系统总体结构如图1 所示。
图1 系统总体结构图在充电过程中，单片机实时采集电池充电过程中的电流、电压和温度等模拟量，通过其内部的A/D 转换器将上述模拟量转化为数字量，并判断电池是否出现过压、过流和过温等故障。
若出现故障，单片机立即关断IGBT,并发出声光报警。
若检测正常，则采用基于sugeno 推理的模糊PID 控制算法产生相应占空比的PWM 脉冲来控制IGBT 开关，通过BUCK 电路对电池进行充电。
2 系统硬件电路设计2.1 充电主电路设计充电主电路其实是一个BUCK 变换器，BUCK 电路属于降压斩波电路。
充电主电路如图3 所示。
IGBT、二极管、电感L1 和电容C10 构成BUCK 电路，220V市电经变压器降压，通过整流桥整流和EMI 平滑滤波后，作为直流充电电源。
在工作过程中，PWM 控制信号的高电平脉冲出现，使IGBT 导通，电感L1 的电流不断增大，并对电容C10 储能，同时对电池充电。
此时，续流二极管因反向偏置而截止。
铅酸蓄电池三段式智能充电器设计毕业论文
铅酸蓄电池三段式智能充电器设计毕业论文前言如今，越来越多的家庭开始拥有自己的汽车，根据国家统计局的统计数据显示，在2003年，全国民用汽车保有量达到2400多万辆，这其中私人汽车的数量为1219万辆。
但是，大多数人对汽车的主要部件的维修和保养知识极为欠缺，所以，造成汽车故障频出，而蓄电池电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。
而在装备传统发动机与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。
由此可见蓄电池在汽车中起着十分重要的作用。
如果蓄电池工作不良，说不准哪天就能把您的车撂在路上，影响大家的出行和安全，所以注意蓄电池的日常维护就显得尤为重要。
蓄电池的主要使用过程中不可避免的要用充电器进行充电，而充电器的好坏则直接影响蓄电池的效用。
于是我决定对汽车电瓶充电器进行研究，期望能对这方面的知识有所认识。
在确定该课题后，通过阅览相关书籍和网上查阅等途径研究了蓄电池的工作环境、充放电方式和结构原理，对蓄电池的充电器所满足的条件有了框架性的认识，然后通过查阅资料，完成了对现有充电器的结构认识，之后，在总结现有充电器电路的优缺点之后，设计了这个充电器，该充电器除了完成对蓄电池充电的基本功能外，同时增加了极性保护和充电指示功能，满足了人们对蓄电池充电器的基本要求。
同时，在阅读本文后，也能对蓄电池有一定的认识和了解，有利于在日常生活中对蓄电池的正确使用和维护保养。
第一章绪论1.1蓄电池的发展历史法国科学家普兰特在19世纪50年代发明了开口式铅酸蓄电池，到现在已经有近150年的发展历程。
到20世纪初，铅酸蓄电池已经经过了几十年的研发和改进，也提高了蓄电池的循环使用时间、高倍率的放电、能量密度等的性能。
然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：气体扩散出来时会有酸雾形成，会慢慢的腐蚀周围金属设备，对人体健康不利，并污染了环境；在蓄电池充电的末期水会分解为氢气，氧气析出，而且需要经常加酸、水，平时的维修工作繁重，严重限制了蓄电池的应用。
免维护铅酸电池智能充电器的设计
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技 术
２Ｑ 年第 ３ ０２ 期
免 维护 铅 酸 电池 智 能充 电器 的设计
仇 宏 ，朱 国文
（ 哈尔滨海格集 团，哈尔滨 １Ｏ９ ） ５ ０Ｏ
摘
要 ：介 绍一种 为免 维护铅 酸 蓄 电池设 计 的双 电平 智 能 充 电 器 ，可保 证 电池 在较 宽 的温度 范
ｉ ｑ ｉ ｎ ｌａ ｌｃｒｄ Ｔ ｉ ｃ ａ ｇ ｒｅ ａ ｌｓ ｔｅ ｂ ｔ ｒ ｈｃ ｓ ｆ ｅ ｆｒ ｍａ ｔｎ ｎ ｅ ｔ ｗ ｒ ｔｔｅ ｄ ｈ ｕ ｄ ａ ｄ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ． ｈｓ ｈ ｒ ｅ ｎ ｂ ｅ ａｔｙ ｗ ｉ ｉ ｒ ｍ ｉ ｅ ａ ｃ ｏ ｏｋ ａ ｅ ｏ ｈ ｅ ｈ ｅ ｏ ｎ ｈ
Ｔｈ ｓｇ ｆＩ ｔｌｉｅ ｔＣｈ ｒ ｅ ｏ ａｎ ｅ ａ ｃ － ｒ ｅｌａ — ｃｄ Ｃｅｌ ｅ Ｄｅ ｉｎ ｏ ｎ ｅｌｇ ｎ ａ ｇ ｒ ｆ ｒＭ ｉｔ ｎ ｎ ｅ—ｆ ｅ ｅ ｄ －ａ ｉ ｌ
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｛ｌｒｈ ｅｌ ｋ Ｇ ｏ ｐ ｌ ｂ ｌ￣ｃｔ ｒｕ ．弛蛐 ａ ｌ ｍｎ １０ ９ ．Ｃ￣ ａ ５ １９ ｌａ ） ）
铅酸电池智能充电器设计
铅酸电池智能充电器设计摘要铅酸蓄电池在直接供电和备用供电等场合获得了比较广泛的应用。
为了更加有效合理的对铅酸蓄电池充电的作用，所以在给蓄电池充电的过程中，应合适的给电池充电，从而减少充电时对电池的损害。
达到保护电池，维持电池的使用寿命。
由于蓄电池在充电时的温度是变化的，所以在设计充电器时应把温度考虑到充电的因素当中。
对充电过程的进一步精确控制。
本文中铅酸蓄电池充电器主要用到的芯片UC3909，介绍了UC3909控制智能充电器的工作原理，分析了电池充电时的各种状态，具体解决方案，做到对电池的伤害最小，并设计了应用于铅酸电池硬件控制电路，监控电路的设计方案，对UC3909，HT46R23等芯片做了简单介绍，并且还对蓄电池充电器系统硬件电路的设计做了较为明确的说明和具体的软件编程。
另外，本文还对电池的充电电压和电池温度的监控流程进行了初步设想，从而实现充电器的智能化。
对蓄电池在充电时起到了一定的保护作用，基本上解决了充电时的电能浪费和能源浪费的问题。
为今后的减排节能起到了一定作用。
关键词：UC3909；HT46R23；铅酸蓄电池；智能充电；控制Intelligent lead-acid battery charger designABSTRACTLead-acid battery in direct power supply and backup power supply has been widely used. In order to more effective and reasonable, the function of lead-acid battery charging so on battery charging process, should be suitable for the battery, and thus to minimize damage to the battery when charging. To protect the battery, to maintain the service life of batteries. Due to the temperature of the battery when charging is changing, so in the design of the charger should be the temperature when considering the factors of charging. Further precise control of the charging process. The chip UC3909 lead-acid battery charger is mainly used in this paper, introduces the working principle of intelligent charger UC3909, analyzes several kinds of battery charging status, the specific solutions, to achieve the minimum damage to the battery, and designs the hardware control circuit used in lead-acid battery, the control circuit design, to UC3909 HT46R23 chip made simple introduction, but also on the battery charger system clear instructions to the hardware circuit design and software programming in detail. In addition, this article also for charging voltage of the battery and battery temperature monitoring process has carried on the preliminary conception, so as to realize the intelligent of the charger. For the protection of the battery when charging have played a role, basically solved the charging electric energy waste and energy waste problem. Play a certain role for the future of the emissions reduction and energy saving.Key words:UC3909; HT46R23; Lead-acid batteries; Intelligent Charger; Monitoring目次摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2智能铅酸电池的发展 (1)1.3常见充电方法概述 (2)1.4课题的目的和意义 (2)1.5课题的组织安排 (2)2 系统的总体方案及芯片简介 (4)2.1系统的总体方案 (4)2.2系统软件实现方案 (4)2.3充电电路硬件设计方案 (4)2.3.1基于UC3909及外围元件充电电路设计方案 (4)2.3.2基于充电电压的监控电路设计方案 (5)2.3.3基于电池温度监控设计方案 (5)2.3.4基于充电器电源电路设计方案 (5)2.3.5基于恒定+5V电源电路设计方案 (6)2.4 UC3909简介 (6)2.4.1概述 (6)2.4.2引脚排列与功能说明 (7)2.5 HT46R23芯片简介 (8)2.5.1概述 (8)2.5.2引脚排列与功能说明 (8)2.5.3内部框图 (10)2.6 MC34063芯片简介 (11)2.6.1概述 (11)2.6.2引脚排列与说明 (11)2.7 DS18B20芯片简介 (11)2.7.1概述 (11)2.7.2引脚排列与功能 (12)2.7.3内部框图和主要特性 (12)2.8液晶显示模块简介 (13)2.8.1管脚介绍及主要技术参数 (13)2.8.2相关指令 (14)3 铅酸蓄电池智能充电系统硬件电路设计 (15)3.1铅酸蓄电池充电问题分析 (15)3.2铅酸蓄电池智能充电器的结构及充电方法 (16)3.2.1充电电路的电路结构 (16)3.2.2充电电路的电路充电方法 (16)3.3铅酸蓄电池智能充电器电路设计 (17)3.3.1电铅酸蓄电池充电电路实现功能 (17)3.3.2输入电源电路 (18)3.3.3MC34063降压变换电路 (19)3.3.4UC3909及外围元件组成的充电电路 (19)3.3.5电池的充电电压的监控电路 (22)3.3.6蓄电池充充电温度监控电路 (23)3.3.7恒定+5V电源电路 (24)3.3.8继电保护电路 (24)4 铅酸电池充电系统软件设计 (26)4.1系统软件设计注意事项 (26)4.2铅酸电池充电系统软件设计 (26)4.3系统各子部分软件设计 (27)4.3.1A/D转换子程序采样部分 (27)4.3.2液晶显示部分 (27)4.3.3温度传感器部分 (28)设计总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论1.1 引言近些年来，铅酸蓄电池凭借着性能稳定、寿命长、低成本、还有可逆性等特点，使得铅酸蓄电池成为一种新型的能源。
智能化铅酸蓄电池充电电路设计
频调速稍低， 价格也低于变频调速（ 串级调速大于 １ ０ Ｋ ０ 元／Ｗ， ０
斩波式内反馈调速小于１ （ Ｋ ） ０〕 ｗｏ ０元／ 随着新的控制理论（ 如失量变换控制） 和计算机技术的运 用， 更高性能、 更适合调速控制的新型电动机和调速系统必将不 断涌现出来。新世纪的电动机调速技术将向着高效率、 高性能、 高精度、 响应快、 智能化、 绿色化的方向发展。为我国经济发展 做出更大贡献。
（ 上接第３６ ９ 页） 从表２ １ 我们可以看出变频调速、 一 串级调速、 双馈调速、 斩 波式内反馈调速方法都是高效率、 节能型调速方法。其它各种 调速方法也都有自己的特点。变频调速适用范围广泛， 在多台 电动机同频拖动， 或者调速范围大的低速大容量拖动系统中发 挥着不可替代的作用。其调速范围广（ ０ ０ ， １ ％一 ％）调速精度高 ０ （ ０５ ）节电效果好（ ｔ ．％ ， 多数为 ２％一 ０ ， ５ ５％）性能是其它各种 交流调速技术所不能比拟的。但变频器的价格较高（ 一般为 １ ０ １ （ ｋ 大容量、 ０ 一 ３〕 Ｗ， ０ ０ 元／ 高精度调速还要高些） 。 变极调速用于小容量、 非平滑调速场合， 需要增加的投资少 （ 平均５ 元／ ， ０ ｋ 节电３％． Ｗ） ０ 电磁转差离合器调速适用于要求有一定调速范围， 又经常 用于高速的场合。容量在 ０５ － ｋ ． ６０Ｗ范围内， ５ ３ 它的初始投资 不高（ 普通笼型电动机约高２０ ｋ ｏ 比 ２ 元／ Ｗ） 定子调压调速适用于小容量的短时与重复短时作深调速运
作者简介
车存仁， 高 男． 级工程师，９」 １１ ７ 年毕业于拈京工业学院。主 要从事电力电子装！设计。
．４ ７ · ７
社 ， ７． １９ ９
［ｌ 王克成． ４ 秦晓平， 感应电动机的双馈调速和串级调速． 北京： 机械工业出版社， ９． １０ ９ ［］ 近代交流调速． ５ 将纯厚． 北京： 冶金工业出版杜． ８． １５ ９
智能铅酸蓄电池充电器的设计
Ｖｏ． １９ Ｎｏ． ４
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池寿 命 。三 段式 充 电采 用先 恒流 充 电 ，再恒 压 充 电， 最后采 用浮 充进 行维 护充 电 。 一般 分 为快速 充
电 、 足充 电 、 补 涓流充 电三个 阶段 。
详加 叙 述 。
￥Ｃ４４ ３ ９５ 是三星推出的一款性价比很高的 ８
中图分 类号 ：Ｎ ６ Ｔ ８
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：２９— ７３ ２０ ）４— ０ ７— ３ ０ １ ２ １ （０６０ ０ １ ０
０ 引 言 Байду номын сангаас
铅酸蓄电池具有价格低廉 、 电可靠 、 供 电压稳
定等优点 ， 因此广泛应用于国防、 通信 、 铁路 、 交 通、 工农业 生产部 门。 近年 来全 密封免维 护铅 酸蓄
急 灯 、汽车 、游 艇 中也越 来越 多 的选用 免维 护 电
律下降的曲线。 传统的充电方式无论是定电压充电还是定电
流 充 电均 不 能提 高 电池 的充 电效率 ，而依 据 图 １
充 电曲线提 出 的三段 式充 电理论 则可 以大 大提 高
池。然而 ， 由于充电方法不正确 ， 充电技术不能适 应免维护 电池 的特殊需求 ，造成电池很难达到规 定的循环寿命。 基于此 ， 本文提出了一种用于全密
封 免维护 铅 酸蓄 电池 的智 能充 电器 设计 方 案 ，采 用 先进 的三段 式 充 电控制 方法 ，有 效地 提 高充 电 效 率 ， 长电池 寿命 。 延
电池 的充 电效 率 ， 缩短 充电时 间 ， 能有 效延 长 电 并
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收 稿 日期 ：０ ５—１ —１ ２０ １ ５
铅酸蓄电池充电装置的设计方案
铅酸蓄电池充电装置的设计方案1 概述1.1 课题研究的背景电池是一种化学电源，是通过能量转换而获得电能的设备。
也被称为可再充电电池或蓄电池被激活的充电电池的放电后的活性物质继续使用的二次电池。
当对电池充电时，电能转变为化学能，实现向负荷供电，伴随吸热过程。
应用过程中的可充电电池，充电器是使用的设备，是其成功的关键，可充电电池一问世，充电器设计就是一个关键问题，因为直接影响充电电池的两个重要方面：充电电池的使用容量及循环寿命。
因此，直到二十世纪中叶，充电器的技术都没有取得大的进展，常用的恒流或恒压充电方法，效果比较差。
这种情况一直持续，直到六十年代MASCC博士基于最低出气率曲线原理，发现可接受的电池充电电流的大小随时间而减少这一规律，证实恒流或恒压充电是不是最合适的方法。
根据MASCC 的曲线，提出了两阶段，三阶段的多段充电方式。
所谓的两阶段的第一阶段以恒定电流或恒定电压对电池进行充电，当电池电压达到一定的水平，然后涓流充电；所谓的三阶段充电先以恒定电流充电，直到电池电压达到一定值时，转入第二阶段，即恒定电压充电阶段，当电流降到某种程度时，进入第三阶段涓流充电。
经过几十年的发展，铅酸蓄电池充电技术已较为成熟。
由于使用这种电池的性能接近镍镉电池，而且不需要维护，国内铅酸电池使用量逐渐增加。
充电器在近几年的进步已经取得明显进步的标志就是世界上最的半导体制造商纷纷推出自己的充电芯片，其中一些还带有中央处理器。
本文也将应用单片机PIC16C54，设计一款智能型铅酸蓄电池充电器。
1.2 课题研究的意义由于铅酸电池有许多因素影响电池的寿命和容量，为了提高效率，消除偏振，缩短充电时间，在分析铅酸电池的充电特性的基础上，集合涓流充电和恒定电流，恒定电压充电，PIC16C54微控制器，脉宽调制技术的优点，根据电压、电流反馈自动调节充电脉冲宽度，设计一个可以在系统控制下进行三阶段充电的铅酸蓄电池智能充电器。
该充电器根据设计的充电方法对12V、4AH蓄电池充电。
铅酸蓄电池充电器设计与实现
铅酸蓄电池充电器设计与实现作者：张慧颖俞文博来源：《电脑知识与技术》2016年第24期摘要：本文设计了铅酸蓄电池充电器，设计中采用TMS320F2801芯片作为主控芯片，根据实时采集的蓄电池充电电压、充电电流等参数，实时调整主电路的输出电压和电流，实现铅酸蓄电池的智能控制。
当蓄电池出现过压、过流、温度过高等问题时，控制电路可以及时切断主电路，有效保护蓄电池和充电系统，实现大容量铅酸蓄电池的高效充电。
关键词：铅酸蓄电池；充电电压；充电电流中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0246-021引言铅酸蓄电池由于其大容量、高电动势、高性能、安全可靠等特点，被广泛应用到新能源、通信、电力等众多行业中。
但是现有的充电控制器充电效率很低，而且不合理的充电方式造成容量快速下降，使用寿命缩短，电池过早废弃，每年废弃电池数量非常可观，造成的经济损失很大。
因此，如何高效、快速、无损地对蓄电池科学充电是业界关心的重要问题。
美、日、德等国家对蓄电池的性能和理论研究一直走在前面，有关充电技术的研究起步也较早，控制技术也相对成熟，陆续提出了一些新型的充电方法，如脉冲式充电法、间歇充电法、智能充电法等。
目前，国内市场上使用的智能充电控制器，多适用于市电电网[1]。
但是充电时间比较长，充电方法过于单一，控制不当会对蓄电池本身造成损害，以至影响蓄电池本身的使用寿命。
本文以DSP为核心控制器，采用三阶段充电策略，并结合模糊自整定PID控制策略，使充电电流自始至终保持在蓄电池可接受的充电电流曲线附近，有效提高铅酸蓄电池的充电时间和充电效率。
2总体设计思想大容量蓄电池智能高效充电控制器的系统框图如图1所示，主要分为主电路和控制电路两个部分。
包括：电源模块、充电主电路模块、模拟量检测模块、显示及报警模块和PWM驱动模块[2]。
系统工作原理：380V交流电压输入，经过变压模块和三相桥式整流、DC/DC变换模块转换成蓄电池可接受的充电电压。
毕业论文智能电池充电器的设计
毕业论文智能电池充电器的设计Newly compiled on November 23, 2020A n h u i V o c a c t i o n a l&T e c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y&T r a d e毕业论文智能电池充电器的设计Design of intelligent charger电气与信息工程系所在系院：应用电子技术专业班级：学生学号：学生姓名：指导教师：2013年 3 月 18 日安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）任务书系（院）电气与信息工程系专业应用电子技术班级 2班学生姓名学号一、题目：智能电池充电器的设计二、内容与要求：1.智能充电器的设计所涉及的基本内容大概有：第一，有关铅蓄电池的电化学原理和充放电原理。
第二，关于充电器对铅蓄电池充电的原理及其电路设计。
第三，充电器对充电过程的检测及其自动转换。
2.阐述了该充电器的充电方式、控制方法的设计以及整个电路的分析。
三、设计（论文）起止日期：任务下达日期：年月日完成日期：年月日指导教师签名：年月日四、教研室审查意见：教研室负责人签名：年月日安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）成绩评定专业、班级 10应电（2）班学生姓名完成日期题目：智能电池充电器的设计毕业设计（论文）共 29 页，其中：图 19 幅，表 2 个毕业设计（论文）指导小组评定意见：毕业论文成绩的评定：系（院）负责人签名：年月日智能电池充电器的设计摘要本文着重介绍了慢脉冲智能充电方法的应用，同时还介绍了关于慢脉冲快速充电方法的基本原理，其中本文主要以对电瓶的充电为例，利用慢脉冲快速充电的方法来提高充电速度。
在充电过程中主要选择用单片机控制，实现对过冲保护。
该系统具有自动化程度高、运行费用低、工作可靠性能强等优点。
由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠、使用寿命长，广泛作为汽车、飞机、轮船等机动车辆或发电机组的启动电源，也在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中用作一些电器及控制回路的工作电源。
铅酸电池智能充电器设计毕业设计(论文)
毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。
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学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。
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铅酸蓄电池智能充电系统的设计
本文主要介绍了一种铅酸蓄电池智能充电系统的设计过程，包括对蓄电池充电方法的研究和充电系统的设计。
在通过对蓄电池充电原理和充电方法研究的基础上，提出采用恒压限流充电和脉冲充电相结合的充电方法。
这种充电方法可以始终地使充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线，并且在整个充电期间内适时地采取了去除蓄电池极化的措施。
理论研究和实验数据表明，这种充电模式可以大大缩短充电时间，提高充电效率。
在本充电系统的设计过程当中，采用了高频开关电源，主回路由三相整流电路、改进型全桥移相控制的零电压PWM变换电路和能量回馈电路组成，控制回路由SOC196KB单片机最小系统、模拟量检测电路、键盘和显示电路、执行电路组成。
功率开关管选用IGBT，驱动芯片选用EXB841，移相控制芯片选用UC3879。
通过采集蓄电池的端电压、充电电流等参数，送入80C196KB单片机进行分析和处理，得到相应的控制信号，控制主回路IGBT的通断，从而实现蓄电池的智能充电。
实验结果表明，基于80196KB单片机控制的智能充电系统，其效率高、调节时间快的良好充电特性可得到充分发挥，使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命，可满足电机车动力蓄电池的充电要求，具有良好的应用前景，为提高蓄电池的性能和可靠性提供一条新的、有效的途径。
关键词电机车;铅酸蓄电池;智能充电;80C196KB单片机AbstractThis paper mainly introduces a kind of lead-acid batteries intelligent charging system design process, including the battery charging method of research and charging system design. In the battery principle and charging methods on the basis of study, the paper proposes the constant pressure and pulse current limiting charging charging combination of charging methods. This kind of charging methods can always to recharge current in overall approximation battery acceptable charging electric current curve, and throughout the charging period timely adopted remove battery polarization measures. Theoretical and experimental data shows that this model can greatly shorten charging charging time and improve charging efficiency.In this charging system design process, adopts the high frequency switching power supply, the main circuit by three-phase rectifier circuit, improved the whole bridge phase shifting control ZVS PWM transform circuit and energy feedback circuit, control circuit 80C196KB composed by single chip minimize system, analogue detection circuit, keyboard and display circuit, executive circuit composed. The power switch tube choose IGBT, drive chip choose EXB841, phase shifting control chip choose UC3879. By collecting and analyzing the battery voltage, charging current parameters such as 80C196KB microcontroller, to analyze and processing, obtained the corresponding control signal, the control of main loop IGBT hige, thus realize battery intelligent charging. Experimental results show that the 80C196KB single-chip microcomputer control based on the intelligent charging system, its high efficiency, regulating time quick good charging characteristics can get fully, make battery has higher use capacity and long cycle life, can meet the electric locomotive motive battery charging request, has a good application prospect for improving battery performance and reliability provides a new and effective way.Keywords electric locomotive, Lead-acid batteries, Intelligent charging, 80C196KB single chip.connected microcontroller1.1课题背景目前，大多数电机车使用的电源都是铅酸蓄电池组。
智能铅酸蓄电池充电器的设计与实现
智能铅酸蓄电池充电器的设计与实现关键字：蓄电池充电过程大电流充电引言20世纪60年代末期，美国科学家马斯对蓄电池充电过程的析气问题做了大量的研究工作，提出了以最低析气率为前提的蓄电池可接受的充电电流曲线，如图1所示。
其充电电流轨迹近似为一条呈指数规律下降的曲线。
基于铅酸蓄电池的特性以及图1的充电曲线，本文采用了三阶段充电模式：预充、直充和浮充。
通过检测蓄电池的电压，进入不同的充电阶段。
预充电：对于长期不用的电池、新电池或在充电初期已经处于深度放电的蓄电池，刚开始就采用大电流直接充电会突然增加蓄电池的析气量，缩短蓄电池的寿命。
因此，必须先用小电流对蓄电池充电，当蓄电池电压上升到能接受大电流充电时再进行大电流直接充电。
直充电：此阶段充电器以恒定电压对蓄电池进行充电。
充电开始时电流很大，随着电池端电压上升，充电电流按指数规律下降。
因此电池的析气量小，耗水少，有利于延长电池使用寿命，不过充入电量约在90%左右，不能有效地给电池充足电。
浮充电：也叫涓流充电，主要作用是补充蓄电池自放电所消耗的能量，使电池能接近100%容量。
充电电压仅略高于蓄电池组的断路电压且维持恒定，充电电流很小，并逐渐减小到0。
方案设计总体设计如图2所示，系统主要硬件电路包括辅助电源、开关电源和MXT8051单片机控制部分。
其中，辅助电源给单片机和运算放大器提供工作电压，由线性变压器、整流滤波和DC/DC转换电路等组成;开关电源输出充电电压和电流，由高频磁芯单端反激式变压器、整流滤波和DC/DC转换电路等组成;MXT8051单片机控制部分负责控制充电电压电流，检测电压电流并通过LCD和发光二极管实时显示充电信息，并驱动蜂鸣器报警和风扇转动，由充电电压电流控制、电压电流检测、充电阶段指示、液晶显示、蜂鸣器和风扇控制电路组成。
如图3所示，系统软件主要包括电压电流控制、电压电流检测、液晶显示、风扇和蜂鸣器控制模块。
通过设置寄存器，控制MXT8051内建的10位PWM，产生不同占空比的PWM波，经放大、滤波后通过TL431及光耦隔离接至UC3842的反馈端，产生PWM波，以驱动功率MOSFET管，从而控制开关电源输出;由MXT8051提供的10位ADC对充电电压和负载电流进行检测;通过LCD显示充电电压和电流的采集值，以及电池型号、充电模式、充电时间等信息;由MXT8051的PWM控制风扇和蜂鸣器，实现散热和报警;由GPIO口控制充电阶段指示灯(发光二极管);通过UART连接上位机进行调试、诊断。
数字式铅酸蓄电池智能充电器的设计
数字式铅酸蓄电池智能充电器的设计贾贵玺 戚艳 邵虹君 傅田晟天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072电子邮箱：jiaguixi@Design of the Digital-controlled Intelligent VRLA Battery ChargerJia Gui-xi Qi Yan Shao-Hongjun Fu Tian-sheng Tianjin University,，Tianjin 300072， ChinaABATRACT ：In this paper, a intelligent charging system for VRLA battery is presented, we proposed the charging method which is the combination of three-section charging method with pulse charging method on the base of the analysis and summary of existing VRLA battery charging mode, this charging method effectively alleviate the polarization of VRLA batteries. A high-frequency switching power source with PFC function is used as charging power supply. MC56F8013 is the control coreof charging system, achieving data collection, pulse-driven, man-machine interface functions , and eventually realizing the intelligent charge of VRLA batteries.KEY WORDS ：VRLA ；digital-control ；MC56F8013；threesection hybrid charge摘要：本文介绍了一种针对阀控式密封铅酸蓄电池的智能充电系统，在分析和总结目前已有的铅酸蓄电池的充电方式的基础上，提出了三段式充电和脉冲充电相结合的充电方式，有效缓解了铅酸蓄电池的极化现象。
一种新型智能铅酸蓄电池充／放电装置的设计
引言
且 容 易 出现 故 障 ，可靠 性 不 高 。蓄 电池 充 ／ 电 放
时 ，交 流侧 电流波 形 畸变 严 重 ，功 率 因 数低 ，严 重 污染 电 网。实 际应 用 中 ，输 出电流 的脉 动 成分
关键词 ：铅 酸蓄 电池 ； ／ 电装置 ；ＷＭ 整 流器 ； 充 放 Ｐ 单位功 率 因数 ； 恒压限流 充电 中 图分 类号 ：Ｔ １ 文献标 识码 ：Ｂ Ｍ９ ２ 文章编 号 ：１０ — ８ ７２ ０ ）４ ０ ７ — ４ ０ ６ ０ ４ （０ ８０ — １５ ０
Ａ ｅ ｄ ｓｇ ｆｉ ｅｌｇ ｎ ｈａ ｇ — ｓ ｈ ｒ ｅ ｄｅ ｉｅ ｆ ｒ ｎ ｗ ｅ ｉ ｎ ｏ ｎｔ ｌ ｅ ｔｃ ｒ ｅ ｄｉｃ ａ ｇ ｖ ｃ ｏ ｉ
蓄 电池 作 为 一 种广 泛使 用 的储能 设 备 ，应 用 于 国 民经 济 的各个 部 门 ，如 电动 车辆 、煤 炭 矿 山、 通讯 装 备 、电力 系统 、大 型 Ｕ Ｓ系统 等 。蓄 电池 Ｐ
的充 、放 电技 术 与蓄 电池 的发 展 和应用 密不 可分 ，
较 大 ，易使 蓄 电池 电解 液 发热 而 蒸发 。 随着 电力 电子 的发 展 ，出现 了 以全控 型功 率开 关 管 代替 不
ｌａ ｅ ｄ－ａ ｉ ｔｅ ｉｓ ｃｄ ｂａ ｔｒｅ
ＹＵ ａ ＹＵＥ ｎ Ｗ Ｕ ｏ ｘ ａ ｇ Ｌ ｎ， Ｙａ Ｇｕ － ｉｎ ２
｛． ｈ ｎ ｈｉ ｎ ｅｓｙｏ ｎｉｅｒ ｇＳ ｉｎｅ Ｓ ａｇ ａ ２ １ ２ ， ｈｎ， １ Ｓ ａｇ ａ Ｕ ｉ ｒｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｃ ｃ， ｈ ｎ ｈｉ ０ ６ ０ Ｃ ｉａ ｖ ｔ ｆ ｎ ｅ ＂
智能充电器的设计.
智能充电器的设计智能充电器的设计电瓶，也叫蓄电池，蓄电池是电池的一种，它的工作原理就是把化学能转化为电能。
通常，人们所说的电瓶是指铅酸蓄电池。
即一种主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。
二、常用的蓄电池分类及特点1）普通蓄电池；普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。
它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。
2）干荷蓄电池：它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20-30分钟就可使用。
3）免维护蓄电池：免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。
它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。
市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液)；另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。
三、电瓶的工作原理它用填满海绵状铅的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用22～28％的稀硫酸作电解质。
在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。
电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，被还原为硫酸铅。
电池在用直流电充电时，两极分别生成铅和二氧化铅。
移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。
铅蓄电池是能反复充电、放电的电池，叫做二次电池。
它的电压是2V，通常把三个铅蓄电池串联起来使用，电压是6V。
汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。
普通铅蓄电池在使用一段时间后要补充硫酸，使电解质保持含有22～28％的稀硫酸。
四、电瓶的主要用途铅酸蓄电池产品主要有下列几种，其用途分布如下：起动型蓄电池：主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明；固定型蓄电池：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源；牵引型蓄电池：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源；铁路用蓄电池：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力；储能用蓄电池：主要用于风力、太阳能等发电用电能储存；由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠、使用寿命长，广泛作为汽车、飞机、轮船等机动车辆或发电机组的启动电源，也在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中用作一些电器及控制回路的工作电源。
智能型蓄电池充放电机的设计与实现
Ｍ（） ｅ （ ｊ ｄ ＋Ｍ ｔ＝ ＋ｌ ｃ ｅｔ ＋ ｄ／ ｔ ｅｄ
为 了能用数 字处理这个控制 算式 ， 连续算 式必 须连续化 为 周期 采样偏差算 式 ， 算式 为 ：
Ｍ ＝Ｋ ｎ Ｉ ｅ ＋Ｋ ＊∑ ＋Ｍｉ ＋Ｋ ｅ —ｅ 一１ ｉ （ｎ ｎ ）
充 电过程 分析 ： 过对 上述 充 电方式 的分 析 ， 通 设计 出具 有 恒 流充 电与恒 压充 电相结 合的充 电过 程 。 放 电过 程分析 ： 在恒流放 电时 ， 用有 源逆变 ， 电能 回馈 采 把 给 电网。并且 时时对 电池 电压进行检 测 ， 如果 电池 电压小 于设 定 电压 ， 将给 于报 警 。 ３ 智 能 型 充 放 电机 的 工 作 原 理 根据 上述分析而设计 的智能型充 放 电机 ， 主要 由 电压 电流
图 １
图 ２
第 一 阶段 ， Ｉ 恒 流 充 电 ， 电 压 达 到 时 转 入 第 二 阶 以 ｈ １ 当 段 。第 二阶段 以电压 进行恒 压 充 电 ， 着 电池 电压 的提 高 随
４ 系统 软 件
ＰＤ调节输 出 ， Ｉ 保证偏差 （ ） ｅ 为零 ， 系统达 到稳 定状 态 ， 使 偏 差（ ） ｅ 是给定值 （Ｐ 和 过程变 量 （ Ｖ 的差 。ＰＤ的 原理基 于算 Ｓ） Ｐ） Ｉ
甚至损坏 整流电路 。结合 机务段 的实际情况 和我们 的实践 ， 选 择 了合适 的 ＰＤ算 法 ， Ｉ 满足充 放电 的需要 。所 有的 控制 与算 法 都是 用软件来实现 的。
对 于蓄电池 的充放 电应该严格 按要求进 行 （ 其是 浮充 充 尤 电 ）根据 蓄电池充放 电的特性 ， ， 典型 的蓄 电池充 电应包 含四个 阶段如 图 １ 示。 所
电 ， 电池的质量 下 降 、 使 使用 寿命 缩 短。 因此设 计 一种 新 型 的 充放 电机是 十分必要 的。
多功能智能型铅酸蓄电池充电器的设计与实现
对 长期 不用 的电池 、新 电池或 在充 电初 期 已经 处 于深 度放 电的蓄 电池 ，刚开 始就 采用 快速 充 电会 突然增加蓄电池的析气量 ，缩短蓄电池的寿命 ，因
２ 充 电方 式研 究
实验证 明 ，采 用 传 统 的 ห้องสมุดไป่ตู้ 电方 式 向 蓄 电 池 充
（收稿 Ｅｔ期 ：２００６—０４—０ ４）
电 ，蓄 电池 电压 上升 到某一 数值 后 ，电池 内部 极化 现 象 已较 为严重 ，易 导致 电池 损坏 ，此 时应立 即停 止 充 电 ，瞬 间深 度 放 电 使 蓄 电池 内部 极 化 现 象 消 失 ，为 了解 决 以上 问题 ，采 取 了脉 冲充 电方法 ，在 正 脉 冲期 间对 电池 充 电 ，而 间歇期 使 蓄 电池经化 学 反应 产生 的 氧 气 和 氢 气 有 时 间 重 新 化 合 而 被 吸 收 掉 ，从而 减轻 了蓄 电池 的 内压 ，使 下 一轮 的充 电能 够更加 顺 利 地 进 行 ，使 蓄 电 池 可 以 吸 收 更 多 的 电 量 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｈａｒｇｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ， ａ ｆｏｕｒ－ｓｔｅｐ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ— ｃｌｕｄｉｎｇ ｐ￣ ｈａｒｇｅ， ｆａｓｔ ｃｈａｒｇｅ， ｅｑｕａｌｉｚｉｎｇ ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃｈａｒｇｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｌｅａｄ—ａｃｉｄ ｂａｔｔｅｒ ｉｅｓ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｃｈａｒｇｅ ｉｓ ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐ８９ＬＰＣ９１６ ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ． Ｄｕｅ ｔｏ ａ ｄ ｏｐｉｎｇ ｎｕｍｅｒ ｉｃ ｆ ｉｌｔｅｒ ｉｎｇ ａ ｎｄ ＰＩＤ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ， ｔ ｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｒｅ ａｂｌｅ ｔｏ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ： ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ， ｕｎｄｅｒｖｏｌｔａｇｅ ａ ｎ ｄ ｏｖｅｒｅｕｒ— ｒｅｎｔ， ｕ ｎ ｄｅｒｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， ｏｖｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｒｅｖｅｒｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａ ｎ ｄ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒ ｅｕｉｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｓ ｗｅｌ ａｓ ａｕ— ｔｏｍａｔｅｄ ｓｔｏｐｐｉｎｇ ｃｈａ ｒｇｅ ｗｈｅｎ ｔ ｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ ｉｓ ｆｕｌｌｙ ｃｈａ ｒｇｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｆｏｕｒ ｓｔｅｐ ｃｈａ ｒｇｅ； ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ； ｎｕ ｍ ｅｒ ｉｃ ｆ ｉｌｔｅｒ ｉｎｇ； ＰＩＤ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
一种铅酸蓄电池充电器的设计与制作
一种铅酸蓄电池充电器的设计与制作随着各种电动汽车的发展，动力电池充电器的需求将越来越多。
充电器质量的优劣关系到电池性能的发挥及寿命、充电器本身的智能化关系到用户的使用方便及电力系统电力计费等管理问题。
不同电池，特点不同，充电策略也不相同。
如将一种电池的冲电器做好了，就容易将技术向其他电池类型拓展。
本选题具有实用性，对电赛方向人才培养也有针对性。
主要功能指标：输入电压单相50HZ ±10%,电压有效值波动范围220V ±20%,即有效值为176V-264V;输出直流额定电压50V;输入端加功率因数校正，功率因数90 %;充电初期效率大于80%;输入电流失真度小于4%;充电过程分为激，快充和浮充；具有温度检测功能，可根据电池和环境温度改变充电策略；具有友好的人机界面，可对充电策略进行调整；散热方式：风冷。
主电路的整体框图：EMI滤波电路：C1和L1组成第一级EMI滤波C2、C3、C4与L2组成第二级滤波。
L1,L2为共模电感整流及功率因数校正电路：整流桥：流经二级管电流ID=3.55A二极管反向电压V=373V考虑实际工作情况故选BR601（35A/1000V）；功率因数校正：方案：BOOST型拓扑结构具有输出电阻低，硬件电路及控制简单，技术成熟，故选用BOOST 结构；芯片选择：TI公司的UCC28019可控制功率输出为100W-2KW,功率因数可提高到0.95,符合设计要求，故此次设计选用该款芯片；电路图DC-DC主拓扑结构：方案选择：在开关管承受峰值电流和电压的情况下，全桥输出功率为半桥的两倍，并切在功率大于500W时，全桥相对于半桥更合适，故本次设计采用全桥拓扑。
功率开关管选择：经过整流滤波后电压最大值为373V,最大初级电流为 3.5A 考虑实际工作情况选择FQA24N50（24A/500V/0.2Ω）输出整流二极管：整流二极管要承受的最大反相电压为100V,电流为10A,考虑实际工作情况，我们选用MUR3060（600V/30A）全桥电路图：整流滤波输出电路：驱动电路：PWM信号通过光耦隔离，经过反相器进入半桥驱动芯片IR2110 ,的Q1、Q2半桥驱动电路，Q3、Q4驱动电路与此电路相同。
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铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉，使用十分广泛。
由于其固有的特性，若使用不当，寿命将大大缩短。
影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。
因此，设计一种全新的智能型铅酸蓄电池充电器是十分必要的。
1常规充电方式
铅酸蓄电池的常规充电方式有两种:浮充(又称恒压充电)和循环充电。
浮充时要严格掌握充电电压，如额定电压为12V的蓄电池，其充电电压应在13.5～13.8V之间。
浮充电压过低，蓄电池会充不满，过高则会造成过量充电。
电压的调定，应以初期充电电流不超过0.3C(C为蓄电池的额定容量)为原则。
循环充电，其初期充电电流也不宜超过0.3C，充电的安培小时数要略大于放电安培小时数。
也可先以0.1C的充电速率恒流充电数小时，当充电安培小时数达到放电安培小时数的90%时，再改用浮充电压充电，直至充满。
以上为目前常用的铅酸蓄电池充电方式，但这两种方式存在着一些不足之处。
在充电过程中，电池电压逐渐增高，充电电流逐渐降低。
由于恒压充电不管电池电压的实际状态，充电电压总是恒定的，充电电流刚开始比较大，然后按指数规律下降;采用快速充电可能使蓄电池过量充电，易导致电池损坏。
对于循环充电而言，采用较小电流充电，充电效果较好。
但对于大容量的蓄电池，充电时间就会拖得很长，时效低，造成诸多不便。
2智能型充电器的充电过程分析
通过对上述两种充电方式的分析比较，综合其优点设计出具有快充和慢充的智能型铅酸蓄电池充电器。
该充电器采用单片机控制，充电过程分为快充、慢充及涓流充三个阶段，充电效果更佳。
图1所示为该充电器的充电电流、电压曲线。
从图1可以看出:在快充阶段(0～t1)，充电器以恒定电流1C对蓄电池充电，由单片机控制快充时间，避免过量充电;在慢充阶段(t1～t2)，单片机输出PWM控制信号，控制斩波开关通断，以恒定电压对蓄电池进行充电，此时充电电流按指数规律下降，当电池电压上升到规定值时，结束慢充，进入涓流充阶段;在涓流充阶段(t2～t3)，单片机输出的PWM控制信号，使充电器以约0.09C的充电电流对蓄电池充电，在这种状态下，可长时间对蓄电池充电，从而能最大限度地延长蓄电池寿命。
3智能型充电器的工作原理
根据上述分析而设计的智能型铅酸蓄电池充电器，主要由开关稳压电源、斩波开关、控制器和辅助电源等四个部分组成，并具有过流保护、过压保护和超温保护功能。
图2为充电器原理框图，图3为充电器电路原理图。
3.1开关稳压电源
图3所示电路中，开关稳压电源采用半桥式PWM变换电路。
其工作原理是:由
IC1(TL494)开关电源集成控制器的8脚和11脚输出反相的PWM信号，经三极管Q3、Q4互补
放大，通过驱动变压器T2，为三极管Q1和Q2基极提供驱动信号。
使Q1和Q2交替通断，高频变压器T1的初级绕组N1就会产生约320V峰峰值方波，在T1的次级绕组N2、N3中就有感应电压产生，这个电压经D9(MUR1620)整流，C22滤波后，变为直流电压，通过斩波开关对蓄电池充电。
T1次级绕组N4、N5为辅助绕组，其感应电压经D10、D11整流，C21滤波后，接至IC1的12脚，作为其工作电压。
图3中，电阻R28串接在T1次级绕组N2和N3的中间抽头与输出地之间，作用是监控快充充电电流和过流保护。
恒流控制过程为:当充电电流超过恒定值1C时，R28上的压降增大，该压降经并联电阻R24、R25反馈到IC1的15脚(内部电流误差放大器反相输入端)，使其电位变负，低于IC1的16脚(内部电流误差放大器同相输入端)，则内部电流误差放大器输出电压升高，使IC1的8脚和11脚输出的PWM信号的脉冲变窄，从而缩短Q1和Q2的导通时间，使输出电压下降，维持充电电流恒定;随着充电时间的延长，电池电压逐渐升高，充电电流按指数规律下降，IC1的15脚电位按指数规律上升，则IC1的8脚和11脚输出的PWM信号脉冲变宽，从而延长Q1和Q2的导通时间，使输出电压升高，充电电流保持恒定。
在慢充阶段，通过电阻R15、R16、R17、R18、C16、C17组成电压取样电路和IC1内部电压误差放大器，使输出电压恒定。
其恒压控制过程为:取样电压输入到IC1的1脚(内部电压误差放大器同相输入端)，与IC1的2脚(内部电压误差放大器反相输入端)的基准电压比较，其误差信号放大后，经内部电路处理，使IC1的8脚和11脚输出的PWM信号的脉宽改变，从而使Q1、Q2的导通时间改变，维持输出电压恒定。
图3中交流220V进线端，电容C1、C2、C3、C4和电感LF组成一个LC滤波器，用于差模——共模方式的RFI(无线频率干扰)的抑制，防止电源产生的噪声泄漏到电网，造成电网污染。
3.2斩波开关
斩波开关电路由三极管Q5、Q6、Q7和电阻R29、R30、R31、R32等组成。
工作过程为:IC3(PIC16C54)的6脚输出的PWM控制信号经电阻R32接至Q7的基极，控制Q7通断，从而使Q5和Q6亦导通或截止，充电电流流过Q6对蓄电池(BAT)充电。
改变PWM控制信号的脉宽，使得充电电压可调。
3.3控制器
如图3所示，控制器是由IC2(LM358)和IC3(PIC16C54)以及电阻电容等组成。
其中IC3采用Microchip公司生产的PIC16C54单片机。
它是18引脚封装的8位单片机，有12条I/O(输入/输出)线，每条I/O线吸收电流为25mA，驱动电流为20mA，内部EPROM为512×12，RAM为25×8，有可编程代码保护。
控制过程为:快充阶段，IC3的6脚输出高电平，经电阻R32接至Q7的基极，使斩波开关导通，通过电流监控电路，以恒定电流对蓄电池充电。
到达快充时间时，IC3的6脚输出低电平，关断斩波开关，停止充电，快充阶段结束。
慢充阶段，IC3的6脚输出PWM控制信号，使斩波开关以固定的占空比导通，充电器以恒定电压对蓄电池充电，此时充电电流随着蓄电池电压的上升，按指数规律下降。
当蓄电池电压上升到规定值时，由电阻R33、R34、R35对蓄电池电压取样后，送至比较器IC2的3脚(同相输入端)，与2脚(反相输入端)的基准电压比较，则1脚输出高电平，IC3的17脚输入高电平，经软件滤波和延时，判断检测
无误后，结束慢充。
涓流充阶段，IC3的6脚输出PWM控制信号，使斩波开关以较小的占空比导通，将充电电流维持在0.09C左右，对蓄电池充电。
超温保护是通过附加在蓄电池上的正温度特性热敏电阻RT2、R36、R37实现的。
当电池温度升高时，热敏电阻RT2的阻值增大，则IC2的5脚(同相输入端)电位上升;若电池温度升高到规定值时，5脚电位高于6脚(反相输入端)电位，则7脚输出高电平，IC3的18脚输入高电平，则IC3的6脚输出PWM信号，使充电器以浮充电压对蓄电池充电，有效地保护了蓄电池。
本充电器用发光二极管表示充电状态。
即快充和慢充阶段，绿色发光二极管G点亮;涓流充阶段，黄色发光二极管Y点亮。
图4所示为程序流程。
3.4辅助电源
辅助电源由工频变压器T3、整流元件B2、滤波元件C27、C28和三端稳压集成电路IC4(7805)组成，为单片机提供(+5V)电源电压。
采用这种为单片机单独供电方式，可以增强抗干扰能力，提高可靠性。
同时为单片机提供50Hz计时脉冲信号。
4综合实验
图2所示电路可给12V/4Ah的铅酸蓄电池充电，最大充电电流限制为4A，最大输出电压为18V。
充电开始时，充电器以4A电流对蓄电池快速充电约25分钟;然后以14.7V的恒定电压对蓄电池进行慢充，直至蓄电池电压上升到12.8V，结束慢充；最后充电器以14.1V 电压对蓄电池涓流充电。
温度保护点为45C°;当蓄电池温度升高到45C°时，单片机控制充电电压下降到14.1V，随着温度的回落，充电电压恢复到保护前的状态继续充电。
该充电器对上述蓄电池充电比普通充电器缩短了约2/5的时间。
铅酸蓄电池的型号不同，充电要求不完全相同，在设定快充时间和最大充电电流等参数时，要经过反复试验，才能达到最佳充电效果，使电池寿命得到延长。
本充电器经过多种综合试验，充电效果良好，适用于对多种蓄电池充电。