基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计设计
48V铅酸储电池充电器设计方案
48V 铅酸储电池充电器设计方案第一章 总体设计方案1 系统设计根据课题的要求,系统采用开关电源,通过脉冲电流的方式来实现充电的目的。
由市电送来的220V 交流电经变压器降压、桥式整流、可控硅调频后送给蓄电池进行充电。
2 方案策略用单结晶体管触发电路实现触发信号频率的调制方案。
蓄电池充电时,先通过变压器将220V 市电降压为56V 交流电,然后通过桥式整流得到全波直流电、最后通过可控硅调频后的脉冲电流为蓄电池供电。
脉冲电流的频率主要取决于单节晶体管触发电路发出的触发信号的频率,通过调节RC 电路的R 值,使电容器的充电时间发生改变,单节晶体管的关断时间发生改变,从而改变了输出触发信号的占空比,这个触发信号送给可控硅,从而便调节可控硅在一个周期关断和导通的时间,从而实现控制可控硅输出脉冲电流大小。
这种方法技术简单、成熟、有多年的实用经验、所需的元器件少、成本低,安全可靠,适应市电输入围宽都是其主要的优点。
如下图1.1方框图图1.1 总体方框图第二章 蓄电池的选择蓄电池是电瓶式扫地车上主要能源装置,其作用包括:向驱动系统、滚扫系统和仪表供电。
1 蓄电池的种类、特点蓄电池的种类一般可分为铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池等,它们各自的特点如下:铅酸电池:也称为汽车用电池(需加水维护),充放电时会产生氢气,安置地点必须设置在通风处以免造成危险;电解液呈酸性,会腐蚀金属;价格低廉。
铅酸免维护电池:密封式充电不会产生任何有害气体,摆设容易,不需考虑安置地点通风问题,免保养,免维护;放电率高,特性稳定,价格较高。
镍镉电池:用于特殊场合及特殊设备上,水为介质,充放电不会产生.有害气体;失水率低,但需要固定时间加水及保养;放电特性最佳;可放置于任何恶劣环境。
2 蓄电池的选择电机是电瓶式扫地车主要消耗源,其次是继电器和仪表车,根据驱动组和电器控制组提供的资料,电机总功率为1600W ,额定电压为48V;继电器和仪表总功率为5W,额定电压为48V 。
基于MSP430单片机的智能充电器设计
福建电脑2010年第2期基于MSP430单片机的智能充电器设计郭伟(石家庄经济学院信息工程学院河北石家庄050031)【摘要】:针对铅酸蓄电池充电器,在充电过程中,不能对电流、电压实时性监测,交互能力和控制能力弱等问题,设计了一种基于MSP430F169单片机能够实时显示电流、电压大小,并且可以调节电流大小的智能充电器。
这种充电器具有硬件电路简单,功耗低等特点。
【关键词】:铅酸蓄电池;MSP430F169;智能充电器1、引言随着人们生活水平的提高,汽车,电动车在人们的生活中日益普遍,汽车的电瓶作为储存电能的主要设备,如启动马达,大灯,雨刷器,车载电脑等等,都离不开汽车电瓶;作为电动车的主要动力来源的铅酸蓄电池也需要不断的及时充电,才能满足日常生活的需要。
普通的汽车电瓶充电器,不能够对充电器的电流大小进行控制,往往以恒压的方式进行充电,这种充电的方式的特点是控制简单,但是在开始充电时,充电电流过大,由于待充电电池的初始电压与设定的恒压值之间电压差值较大,容易在接触端发生电火花,过大的电流容易使电池发热,使两极电解水,析出气体,影响电池的寿命。
所以在开始充电阶段,一定要加保护措施,限制电流的最大值[1]。
因此,设计一种智能的汽车电瓶充电器,能够控制充电电流的大小是非常有意义的。
2、智能充电的系统结构MSP430F169是美国TI公司生产的16位超低功耗单片机,它具有超低功耗的结构体系(0.1~400微安的额定工作电流,1. 8~3.6伏的工作电压),丰富的存储器和外设,编程相对简单,良好的可扩展性。
且其ADC12是高精度的12位A/D转换模块,具有高速、通用的特点[2]。
如果采用传统的微处理器8051,则需要在外部扩展A/D转换模块,电路复杂,且很难达到较高的精度。
在此使用MSP430F169多功能超低功耗混合信号处理器则可以解决以上问题。
其内置8通道12bit A/D,电路简单且精度高。
MSP430F169内置256B Flash存储器能够方便的保存重要数据,且掉电不失。
基于单片机的多模式蓄电池充电电路设计
岳敏中国矿业大学 信息与电气工程学院 江苏徐州 (221008)E-mail:chenning_101@摘 要:介绍了一种通用电池充电器的智能充电软件控制方法,利用这种充电方法根据电池的充电特性进行不同充电模式的转换。
采用AT89C51单片机芯片作为充电过程的控制芯片进行电路设计,实现A/D 转换和显示电路,并根据外部电路检测到的电池电压信息选择正确的充电模式,实现在涓流、恒流、恒压及浮充电模式之间的智能转换。
关键词:单片机;智能充电器;A/D 转换;显示电路中图分类号:TP368.11.引言一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用,智能充电器具有操作简单、可靠性高和通用性强等优点,是充电器家族中的一个重要的组成部分,也是未来充电器发展的主要方向。
所谓智能充电器是指能根据用户的需要自主选择充电方式、对不同类型的充电电池进行充电、并且在充电过程中能对被充电电池进行保护从而防止过电压和温度过高的一种智能化充电器[1]。
充电控制器需要长时间控制并要进行电压检测,若用传统电路实现则电路复杂,采用单片机控制可大大减化电路,降低成本。
本充电器用AT89C51单片机进行充电定时控制。
在定时充电期间若电池电压高于另一值则停止充电。
采用从涓流充电、恒流充电、恒压充电到浮充电的方法,充电完成后,自动转为浮充电,以防止电池放电,并有显示电路。
适合对镍镉、镍氢电池进行充电。
该充电器采用单片机控制,充电效果更佳。
2. 智能充电器硬件设计由单片机和充电器芯片组成的通用充电器原理框图如图1所示,图中AT89C51与ADC0809一起构成充电器的核心。
ADC0809随时检测充电电池两端电压,当放入电池时,ADC0809即通过数据口向AT89C51传送检测到的电池两端电压信息,经过数据处理后,AT89C51根据所接收到的电压信息选择合适的充电模式。
由于芯片只能接收0V~5V的电压信息,因此在充电电池的两端并联两个串联电阻(阻值相等且很大),这样检测到的电压即为电池电压的一半,乘以二即可得出电池电压。
基于PIC单片机的智能充电器的设计与实现
基于PIC单片机的智能充电器的设计与实现1 引言铅酸蓄电池是目前大容量电池的主要品种,其制造成本低、容量大、价格低廉,使用范围非常广泛。
铅酸蓄电池的基本充电方式有两种:恒压充电和恒流充电。
如果单独采用一种方法,比如恒流法,则在充电后期由于充电电流不变,容易使容量下降而提前报废。
单独采用恒压法,充电初期电流过大,可能致使电极活性物质脱落,后期电流又过小,形成长期充电不足,影响蓄电池的使用寿命[1]。
因此,充电器大部分都是综合采用两种方法的多阶段充电方式。
近年来,先恒流、再恒压、最后恒压浮充的三阶段充电方式被逐渐接受。
目前,三阶段充电方式主要采用模拟控制的方案。
虽然具有实时性好、带宽高的优点,但其硬件电路复杂,控制不灵活。
为此,本文设计了一种数字控制的充电器,采用单片机作为控制回路的核心,通过电压、电流实时采样,从而控制输出电压和输出电流,实现了三阶段充电策略,可智能灵活的控制蓄电池的充电,提高蓄电池的利用效率,并有助于提高蓄电池的使用寿命和性能。
2 充电器电源结构系统的总体设计框图如图1所示。
主要由3部分组成:第一部分为开关电源部分,采用反激DC/DC变换器;第二部分为电压、电流采样电路;第三部分为单片机核心的PWM 输出,再经驱动电路驱动反激电路。
图1 充电器电路总体设计框图系统由电压采样电路、电流采样电路实时分别采样电压、电流,将采样的电压、电流各自送单片机的RA0、RA1,经过单片机内部的A/D转换模块转化为数值,然后根据编写的软件进行对应操作,由PWM模块得到相应的占空比,再由RC2将占空比送到驱动电路,用于驱动反激电路的开关管,从而在输出端得到相应的电压或电流对铅酸蓄电池进行充电。
3 数字控制电路结构数字控制电路通过相应信号的获取和输出,监测和控制充电器对应的工作过程,使其能自适应工作。
然而,主电路输出是模拟信号,单片机能够处理的却是数字信号,因此在处理信号之前,必须先通过模数转换器(ADC)将模拟信号转变为数字信号。
单片机控制的蓄电池快速充电系统
1 快速充电原理
本系统采用低压定周期脉冲充放电模式, 首先 用大电流充 电, 蓄电池的电压迅速上升 , 然后在极 化现象 比较严重时 , 单片机发出指令 , 经过短时间 停充后, 再让蓄电池大电流放电。这样, 蓄电池的极 化现象能在很大程度上消除 , 如此反复循环 , 可在 短时间内将蓄电池充满 , 如图 1 此种充电方法又叫 。
万方数据
口目白目目匕 L, I ,
采用了全波整流, 使用快恢复二极管, 以减小整 流管反向恢复时间对整流输出电压的影响。 蓄电池的放 电回路采用大功率 M S E , OFT 外部 电压通过 限流 电阻对蓄电池进行大 电流 放电, 以达到去极化的目的。
22 . MOS E F T的驱动和保护
床附件 , 液压 、 气动元件 , 轴承及轴承
零配件, 润滑和冷却系统, 机床电器 , 控制系统, 环保和安全设备 , 废物处理 设备 ⑥ 计量、 测量设备 测试, 试验 和质量管理软件 O 04世界工程师大会 20 日期 : 0 4年 1 2 0 1月 2 -6日 地点: 中国 上海 上海国际会议中心 大会发起单位是世界工程组织联 合会以联合国教科文组织,主办单位 是中国科学技术协会、 中国工程院、 上 海市人民政府。 会议得到科技部、 教育 部、 中国科学院、 国家 自然科学基金委 员会以及联合国教科文组织中国委员 会和香港工程师学会的大力支持。大 会是在中国召开的规格最高 、规模最 大的工程技术界的国际盛会,将反映 世界工程界的最高水平,也充分展示 我国工程技术的优秀成果。 20 年大会的主题为 “ 04 工程师塑
文章编号: 0- 4( 0) - 9- 1 1 94 04 3 01 3 0 9 2 00 0
单片机控制的蓄电池快速充电系统
一种基于MSP430单片机的光伏充电装置设计
一种基于MSP430单片机的光伏充电装置设计【摘要】设计了一种光伏充电装置,实现了对48V20Ah 铅酸电池的光伏充电。
设计的主电路基于分离元件的BOOST 升压电路,控制器选用MSP430F5529单片机。
设计中考虑到光伏电池的功率输出问题,研究了爬坡算法的实现方式,可使光伏电池能够以最大的功率提供给后端变换电路。
同时,依据铅酸电池的物理特性,充电装置在给蓄电池充电过程中采用了常用的三段充电策略,保证了充电安全和充电可靠性。
该装置可用于日常48V20Ah铅酸电池的辅助充电,能够延长电池组使用寿命,具有良好的应用前景。
在实验室对系统进行了测试和评估,从测试测试结果来看,该系统恒压输出满足目标要求,充电效率维持在一个较高水平。
【关键词】430单片机;BOOST升压;光伏充电0 引言铅酸电池常在无法提供充电电源的环境下工作,因此如何让铅酸电池在使用过程中进行小电流充电维护以期延长电池寿命是一个亟待解决的问题。
针对这个问题,设计了基于MSP430单片机的光伏充电装置,该装置采用太阳能绿色能源对铅酸电池进行连续小电流充电,解决了电池因长期亏电而损害铅酸电池使用寿问题,实现了太阳能的有效利用,可用于日常48V20Ah铅酸电池的辅助充电。
设计主电路采用BOOST DC-DC升压电路,以MSP430F5529作为控制核心。
控制策略中,研究了爬坡算法的实现方式,可使光伏电池能够以最大的功率提供给后端变换电路。
为了防止对铅酸电池的过充和实现快速充电,采用了最大功率充电、稳压充电和浮充的三段充电控制。
设计中对BOOST升压电路中用到的功率MOSFET、储能电感、MOSFET驱动等元件进行选型,完成了硬件电路设计,并制作了一台光伏充电装置样机。
1 总体设计光伏充电装置的核心是基于分离元件的BOOST升压电路,控制器选用MSP430F5529单片机。
对单片机编程实现爬坡算法和PI调节算法,实现铅酸电池的最佳充电。
外围电路中,由运放构成电流、电压的信号调理和检测电路,输出信号送单片机AD采样接口。
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。
【毕业论文】动力电池的充电系统设计
摘要铅酸动力蓄电池至今已有一百多年的历史,以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程,它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。
目前,电动车核心部件中的电动机、控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟,而另两大部件蓄电池、充电器的发展还不能满足电动车的要求,有一些理论和技术问题还有待攻关,现已成为影响电动交通工具发展的瓶颈。
自铅酸蓄电池问世以来,由于各种技术条件的限制,所采用的充电方法均未能遵从电池内部的物理化学规律,使整个充电过程存在着严重的过充电和析气等现象,充电效率低。
电动车用动力蓄电池与一般蓄电池还有所不同,它以较长时间中等电流持续放电为主,间或以大电流放电,用于起动、加速或爬坡。
一般来说,电动车用蓄电池多工作在深度充放电工作状态。
因此,对电动车用动力蓄电池的充电提出了不同于常规电池的要求,它必须对蓄电池使用寿命影响小以及充满电判断准确的特点。
本文介绍了铅酸动力电池的充电系统是可以随着电池电量的变化而改变系统的充电方法,本系统通过几个简单的电路组合来实现了这个充电方法,其中没有复杂的元器件,节约了制造成本,有很强的实用价值。
关键词:铅酸动力电池,充电系统,开关电源AbstractThe storage battery has already had the history of more than 100 years up to now. Electric cars, with power storage cells as their energies, are considered as a green project in the 21st century, whose appearance has led the automobile industry into a brand-new domain. At present, three parts of the core assemblies, including the electric motors, controllers and bodyworks, have been mature both in the theory and the technology, but other two major ones such as storage cells and chargers cannot satisfy the requirement of electric cars. Especially, there are some theoretical and technical problems to solve, which has become the bottleneck to the development of electric transportation vehicles.Since lead-acid battery being published, as a result of each kind of engineering factor limit, has used the charge method has not been able to comply with the battery internal physical chemistry rule, makes the entire charging-up to have the serious surcharge and to analyze was mad and so on the phenomena, the charge efficiency is low. The electric car also differs from with the power accumulator cell and the common accumulator cell, it discharges continually by the long time medium electric current primarily, once in a while by the big electric current electric discharge, uses in starting, the acceleration or the hill climbing. Generally speaking, the electric car works with the accumulator cell in the depth charging and discharging active status. Therefore, proposed to the electric car with the power accumulator cell charge is different in the conventional battery request, it must affect small as well as the fill electricity judgment accurate characteristic to the accumulator cell service life.This article introduces the charging system of the plumbous-acid power battery. The charging system is a charging method that can change the system along with the change of battery capacity. The system in this article can realize this charging method by combining several simple electric circuits but includes no complex components, saving the production cost and having an important practical value.Key words:Plumbous acid power battery,Charge system,Switch power目录第一章 前言 (1)1.1 铅酸动力电池的发展历史 (1)1.2 研究铅酸动力电池的背景及意义 (2)1.3 铅酸动力电池充电系统的设计任务与要求 (4)第二章 总体设计方案的选择 (5)2.1概述 (5)2.2铅酸动力电池 (8)2.3 KA1M0880B (12)2.4 LM358双运算放大器 (15)2.5 TL431 (17)第三章 设计步骤 (18)3.1 总体介绍 (18)3.2 具体设计步骤和参数计算 (18)3.2 系统工作流程 (30)第四章 设计总结与展望 (31)4.1 结论 (31)4.2 对进一步研究的展望 (31)参考文献 (33)致 谢 (34)附 录 (35)第一章 前 言1.1 铅酸动力电池的发展历史铅酸蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的,至今已有一百多年的历史。
一种基于单片机的智能充电器的设计与实现
一种基于单片机的智能充电器的设计与实现作者:黄福明来源:《科学家》2016年第17期摘要本文设计实现了一种以单片机AT89C51为核心的智能电池充电器,可方便地实现多模式充电,包括涓流充电、大电流充电、预充电和均衡充电,具有较强的智能性,并具有良好的充电性能,实验结果表明,本充电器的充电效率高,调节时间快,可使蓄电池具有较长的循环寿命和较高的使用价值,能够满足不同类型的动力电池复杂充电的要求,具有良好的应用前景。
关键词单片机;铅酸蓄电池;智能充电中图分类号 TM91 文献标识码 A 文章编号 2095—6363(2016)17—0054—01随着能源缺乏和空气污染的加剧,目前新的研究越来越重视交通电动车,电池和充电器作为电动车的核心部件,研究具有良好性能的智能充电器,将会给经济和社会带来良好的效益。
电动车对电池的要求也高,为了研究性能更好的充电器,我们要找到一种最优的充电模式。
理论和实践表明,浮充电、均衡充电、预充电、大电流充电4种充电模式组合起来的充电方式可以达到较为良好的效果。
该课题研究单片机中的智能充电器,基于STC89C51基础的智能型快速充电器开发。
1智能充电过程分析智能充电作为目前较为先进的电池充电技术,其原理为使电池在充电过程中能够适应电流的动态变化,核心是引入了du/dt技术。
本文以传统充电方法作为基础,然后利用预充电的过程来对电池的初始状态进行判断,接着通过PWM软件控制技术,对多个阶段的充电进行控制,对充电电压、充电电流以及充电的时间来进行实时显示。
其主要的充电过程有预充电过程、大电流充电过程以及均衡充电过程和涓流充电过程。
1)预充电过程。
对于一个在很长的时间内都没有进行过充电的电池,如果在一开始的时候就进行快速充电,那么就会对电池的使用寿命带来影响,因此,我们在这里引入了一个预充电的过程,具体实现方法是:在充电之前,先用一个较小的电流对电池充电,待充电达到某一个要求时才进行下一阶段的充电。
基于单片机的电动车蓄电池智能管理系统设计
基于单片机的电动车蓄电池智能管理系统设计的无(低)污染优点,使其成为当代汽车进展的主要方向。
电动汽车的进展需要解决两大难题,即能量存储和动力驱动。
因为短期内动力电池储能不足的问题难以解决,使能量管理技术成为电动汽车进展的关键。
在传统充电技术中,常用的恒压充电、恒压限流充电、恒流充电等模式,都是由人工控制充电过程,大多存在着严峻的过充电现象。
充电质量的好坏,挺直影响蓄电池的用法寿命。
而新型蓄电池智能管理系统的设计,就是为了在线检测动力电池状态,提高充电质量和效率,使操作人员只担任辅助性工作。
图1系统原理框图
管理系统的组成及硬件设计
本文设计的智能化管理系统是一种分布式、模块化的车载电池监控系统,它主要由主控模块、可控充电系统模块、采集子模块、温度采集子模块、测量子模块及显示模块构成,通过LIN实现互相通信。
该管理系统原理框图1所示。
图2 LIN总线通信
LIN总线通信
LIN总线的通信容易,便利,使智能系统与汽车的各系统之间既互相联系又相对自立,从而克服了目前电池管理的漏洞,能使汽车和汽车蓄电池的平安性和可控性得到大大的提高。
图2为其详细电路,本设计中各个模块均包含该电路,以此实现信息分享和传输,本设计中实际通信波特率为1200bps。
其中,pc817起到隔离作用,max1487保证收发信号在时光上错开。
电压检测电路设计
对多个蓄电池串联的电压测量办法主要有变阻分压,开关切换,分布式电压测量3种计划。
本设计的检测对象是4组并联、每组为40节串
第1页共4页。
基于单片机的电动车智能充电器的设计
中文摘要: (2)前言 (3)第一章充电器原理 (4)1.1 蓄电池与充电技术 (4)1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 (4)1.3 充电器充电原理 (5)1.3.1 蓄电池充电理论基础 (5)1.3.2 充电器的工作原理 (7)第二章总体设计方案 (9)2.1 系统设计 (9)2.2 方案策略 (9)第三章硬件电路设计 (11)3.1 电路总体设计 (11)3.2 芯片介绍 (11)3.2.1 LM358双运放 (11)3.2.2 UC3842单管开关电源 (12)3.2.3 EL817光耦合器 (13)3.2.4 场效应管K1358 (14)3.3 电动车充电器原理及各元件作用的概述 (15)3.3.1 充电器原理图 (15)图3.5 充电器原理图 (15)3.3.2 各元器件作用概述 (15)3.4 功能模块电路设计 (16)3.4.1 第一路通电开始 (16)3.4.2 第二路UC3842电路 (16)3.4.3 第三路LM358(双运算放大器)电路 (17)3.5 电动车充电器改进方案 (20)3.5.1 增加充满电发声提示电路 (20)3.5.2 加散热风扇 (21)第四章总结与展望 (22)参考文献 (23)致谢 (24)电动车智能充电器设计及应用中文摘要:本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理,从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发,研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。
针对蓄电池充电过程中出现的种种问题,分析现有各种充电方法存在的问题,提出一种可对铅酸蓄电池实现四段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。
控制开关电源的脉冲频率和占空比,从而调节充电电流和电压,实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。
这个方案不仅可实现快速充电,同时可以减少析气,消除硫化,进行均衡充电,从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。
关键词:慢脉冲充电;蓄电池;充电器;Abstract: The design describes the charger to the battery charger of the general principles, from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study a variety of charging methods for lead-acid battery life implications. For battery charging problems arising in the process, analysis of existing problems in a variety of charging methods, proposed a lead-acid batteries could achieve the Four-slow pulse charge of the intelligent charger design. Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle, thus regulating charge current and voltage to achieve the classification of the battery charge with slow pulse. This program not only for fast charging, while reducing analysis of gas, to eliminate sulfide, a balanced charge, thus greatly extending the service life of lead-acid batteries.Key words: slow pulse charge; batteries; charger;前言以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程,它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。
基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计设计
基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计设计
一、背景介绍
铅酸蓄电池是目前工业和生活中最常用的电池之一,因其低成本、操
作方便等优点,被广泛应用于家庭、工业及军用等多个领域。
但是,由于
铅酸蓄电池充放电过程中涉及到各种相对复杂的工艺过程,以及存在许多
外部恶劣环境因素,充电过程中还需要很多的安全措施以及精确的控制技术,否则会对蓄电池产生不良影响,从而降低电池的使用寿命和使用效率。
为此,我们设计了基于单片机的铅酸蓄电池充电装置,它能够更精确
地控制蓄电池充放电过程,满足不同环境条件下的充放电需要,有效保障
充电过程的安全,提高充电效率,延长电池使用寿命。
二、基于单片机的铅酸蓄电池充电装置设计
1.系统框架
基于单片机的铅酸蓄电池充电装置由调节器、单片机控制系统和监控
系统三部分组成,其中调节器包括外接桥接电路,主要是对输入电源
AC220V的电压进行整流处理,以输出额定电压到蓄电池;单片机控制系
统主要由单片机、变频电路、智能芯片和调节控制电路组成,负责实现对
电压、电流、充电时间进行控制和检测。
基于单片机的蓄电池智能充放电控制器研究
基于单片机的蓄电池智能充放电控制器研究
第1章绪论
1.1题研究背景及意义
蓄电池在实际应用中遇到的最大问题是其使用寿命远远达不到设计寿命。设 计寿命在10"----"15年的蓄电池,在实际使用时大都在3"--'5年便损坏,有些甚至不 到一年便失效了,这不但影响了电力系统的可靠性,而且还造成了重大的经济损 失【1】。蓄电池的使用寿命由多方面的因素决定,包括蓄电池本身的物理性能、使 用环境、监控管理方式和充放电制度等。通过对过早失效的蓄电池进行统计及分 析发现,大部分都是由于充放电控制不合理而造成的。因此,要提高蓄电池的寿 命,最重要的是使用合理的充放电方法对蓄电池进行充放电。
process,large current charging,constant voltage charging and float charging mode,to s01ve the common technical problems of battery charger.The charging current can be adiusted according to states of battery.With perfect protection device,the controller caIl appropriately increase the charging rate,as well as protect the battery enectlvely·
本文设计了一种基于ATmegal6单片机的铅酸蓄电池智能充放电控制器。文中 给出了硬件电路(包括充放电电路、检测电路、显示电路、控制电路)的设计方 案、分析了硬件电路的工作原理、完成了充电控制软件的编写。并针对四种充电 模式特点,给出了该蓄电池智能充放电控制器对充放电过程的新型控制方法,能 使充电过程按涓流短时充电、大电流充电、过充电、浮充电模式进行,解决了普 通充电器将蓄电池充坏的技术难题,充电电流可以调节,既能适当的提高充电速 率又能对蓄电池进行有效地保护。
基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计设计
基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计设计基于单片机的铅酸蓄电池充电装置是一种能够精确控制和监测铅酸蓄电池充电过程的设备。
它采用了先进的单片机控制技术,能够实现对蓄电池的恒流充电、过充保护、过放保护等功能。
本文将从硬件设计、软件设计和工作原理三个方面进行详细阐述。
1.硬件设计部分硬件设计部分包括主要的电路设计和外围部件设计。
主要的电路设计由输入电源电路、充电电路和保护电路组成。
输入电源电路采用了稳压电源,能够提供稳定的工作电压。
充电电路采用了恒流充电模式,能够根据蓄电池的电压和电流情况进行自动调节。
保护电路主要包括过充保护、过放保护和短路保护。
外围部件包括显示屏、按键、充电指示灯等。
2.软件设计部分软件设计部分主要由单片机的程序控制部分组成。
程序控制部分包括主程序、中断服务程序和定时器中断程序。
主程序负责控制充电电路的启停和参数设置。
中断服务程序负责处理外部中断信号,如按键输入等。
定时器中断程序用于周期性地检测蓄电池的电压和电流情况,并作出相应的调节。
3.工作原理部分工作原理部分主要是通过单片机控制来实现对蓄电池的精确控制和监测。
首先,在充电过程中,单片机通过检测蓄电池的电压和电流情况,根据设定的恒流充电模式进行自动调节。
当蓄电池的电压接近目标电压时,单片机会自动切换到恒压充电模式,以保证电池的充电效果。
同时,单片机还可以对蓄电池的过充和过放进行保护。
当蓄电池的电压超过预设值或低于预设值时,单片机会自动停止充电或充电。
总结起来,基于单片机的铅酸蓄电池充电装置是一种能够精确控制和监测铅酸蓄电池充电过程的设备。
它能够根据蓄电池的电压和电流情况进行恒流充电,并具备过充保护、过放保护等功能。
通过合理的硬件设计和软件设计,实现了对蓄电池的高效充电和保护,能够提高蓄电池的寿命和使用效果。
基于单片机充电系统设计
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STC单片机控制的铅酸电池组充电器设计
STC单片机控制的铅酸电池组充电器设计
陈玉红
【期刊名称】《电动自行车》
【年(卷),期】2015(0)1
【摘要】铅酸电池组的充电器一般以纯硬件组成,三段式充电为主.文章介绍了一种由电流模式控制器UC3842芯片为核心的由单片机进行充电方式控制的可关断充电器.可方便地实现对电池多段式充电方式,文中给出了部分功能电路、充电器PCB 板部件、及控制程序流程.
【总页数】3页(P44-46)
【作者】陈玉红
【作者单位】苏州市立医院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.矿用铅酸蓄电池组智能充电器
2.STC单片机控制的铅酸电池组充电器设计
3.一种单片机控制的大功率铅酸电池充电器设计
4.矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电器控制系统研究
5.基于模糊控制理论铅酸蓄电池充电器的设计
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STC单片机控制的铅酸电池组充电器设计
STC单片机控制的铅酸电池组充电器设计陈玉红;陈洁【期刊名称】《灯与照明》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】铅酸电池组的充电器一般以纯硬件组成,三段式充电为主。
文章介绍了一种以电流模式控制器UC3842芯片为核心,由单片机控制充电方式的可关断充电器,可方便地实现对电池多段式充电。
文中给出了部分功能电路、充电器PCB 板部件,及控制程序流程。
%Lead⁃acid battery charger generally contains only pure hardware composed of electronic circuits, and no program. Which is given priority to with a three⁃stage charging. This paper introduces a charger contained the core of a current mode controllerUC3842 chip controlled by MCU can turn off . which can easi⁃ly achieve more stage charging way for the battery pack. This paper gives the function of the circuit board components, PCB, battery charger and control process.【总页数】3页(P58-60)【作者】陈玉红;陈洁【作者单位】苏州市立医院东区,苏州215004;苏州动力科技有限公司,吴江215211【正文语种】中文【相关文献】1.STC单片机控制的铅酸电池组充电器设计 [J], 陈玉红2.矿用铅酸蓄电池组智能充电器 [J], 邓永红;潘玉民;张全柱;黄成玉3.一种单片机控制的大功率铅酸电池充电器设计 [J], 祁小辉;郭绪阳;周凤荣4.矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电器控制系统研究 [J], 邓永红;李圆红;陈海宇;张全柱5.基于模糊控制理论铅酸蓄电池充电器的设计 [J], 张素文;贺凯歌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计设计毕业设计(论文) 题目铅酸蓄电池充电装置的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见南华大学毕业设计(论文)任务书学院:电气工程学院题目:铅酸蓄电池充电装置的设计起止时间:2012年12月20日至2013年06月日学生姓名:专业班级:指导教师:教研室主任:院长:2012年12月20日南华大学本科生毕业设计(论文)开题报告摘要:铅酸蓄电池容量大、制造成本低、价格低廉,使用广泛。
由于其固有的特性,若使用不当,使用寿命将大大缩短。
很多的因素都会影响铅酸蓄电池的使用寿命,为延长蓄电池的使用寿命,必须采用正确的充电方式。
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。
设计的铅酸蓄电池智能充电器,包括对充电方法的选择和充电装置系统的设计。
根据对铅酸蓄电池的充电特性的分析,集合恒流、恒压、涓流三个充电方式的优点,采用单片机PIC16C54控制,根据电流、电压的自动反馈,采用脉宽调制技术来调节电压,分为快充、慢充、涓流充电三阶段。
这种充电方法可以使充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线。
实验证明,基于单片机PIC16C54控制的铅酸电池智能充电器,它能有效发挥快速调整时间和充电的特性,可以提高电池的使用容量并延长电池的使用寿命,它通过提供了一个全新的有效的方式来提高电池的性能和可靠性,将会有一个好的应用前景。
关键词:铅酸蓄电池;智能充电;单片机;脉冲宽度调制(PWM)Abstract:Lead-acid battery has many advantages, such as large capacity, low manufacturing cost, low price and wide scope of application. Because of its inherent characteristics, if it used improperly, the service life will be greatly shortened. A lot of factors will affect the life of lead-acid batteries, to prolong the battery life, choosing a correct charging method is necessary. Therefore, it is necessary to design a new intelligent lead-acid battery charger.A intelligent lead-acid battery charger was designed, including the selection of the charging method and the charging device system. Gathering three charging way’s advantages, three charging way includs constant current charging, constant voltage charging and trickle charging. According to automatical feedback of the current and voltage, the single chip microcomputer PIC16C54is used to control and the pulse width modulation techniques are used to regulate the voltage, the whole charging process can be divided into three stages, they are quick charging, slow charging and trickle charging. This charging method can be made to approach the battery charging current on the overall acceptable charging current curve.Experiments show that the lead-acid battery smart charger which is based on single chip microcompute r PIC16C54’s control can effectively adjust the time and charge fastly, as the same time, it can improve the capacity of the battery and prolong the service life of the battery. The smart charger provides a new effective way to improve performance and reliability of the battery, it will be a good application prospect.Key words: lead - acid batteries; intelligent-charging; single chip computer; pulse width modulation目录引言 (1)1 概述 (2)1.1 课题研究的背景 (2)1.2 课题研究的意义 (2)2 充电方案的选择及系统的整体结构 (3)2.1 课题的总体设计方案 (3)2.2 充电方法的选择 (3)2.2.1 恒流充电 (3)2.2.2 恒压充电 (3)2.2.3 浮充方式 (4)2.2.4 涓充方式 (4)2.2.5 分阶段充电方式 (5)2.3 系统的整体结构 (6)2.4 本章小结 (6)3 充电器硬件部分的设计 (7)3.1 充电器的充电过程及工作原理 (7)3.1.1 充电过程分析 (7)3.1.2 充电器的工作原理 (7)3.2 充电控制电路的设计 (8)3.2.1 单片机的选择 (9)3.2.2 控制电路的设计 (10)3.3 开关电源PWM控制电路的设计 (12)3.3.1 TL494的简介 (13)3.3.2 TL494的工作原理 (13)3.3.3 TL494外围电路的设计 (17)3.4 开关电源主回路设计 (19)3.4.1 功率开关元件的选用 (19)3.4.2 滤波电路的设计 (20)3.4.3 开关管驱动电路的设计 (22)3.5 辅助电源电路的设计 (24)3.6 显示电路的设计 (25)3.7 本章小结 (27)4 软件部分的设计 (27)4.1 软件的功能 (28)4.2 PIC系统指令设计 (28)4.2.1 指令系统基本说明 (28)4.2.2 指令寻址方式 (28)4.3 程序流程图 (29)5 总结 (35)参考文献 (36)谢辞 (37)附录一主电路图 (38)附录二程序清单 (39)南华大学电气工程学院毕业设计引言电池是一种化学电源,是通过能量转换而获取电能的器件。
化学电源是在氧化还原的电化学过程中将化学能转化为电能的。
一次电池是一次性使用的电池,二次电池是可多次反复使用的电池。
二次电池又称可充电电池或蓄电池,能将化学能和直流电能相互转化且放电后能经充电复原重复使用的装置叫蓄电池。
常用的蓄电池有铅酸、福镍、氢镍和锉离子电池。
目前所有二次电池中使用最广泛、技术最成熟的是铅酸蓄电池。
整个电池使用中铅酸蓄电池占有很大的比重,据统计大约在65%以上。
铅酸蓄电池具有电动势高、能进行大电流放电、使用温度范围宽、性能稳定、工作可靠、价格低廉、原材料来源丰富等优点,因此广泛应用在国民经济的各个领域,尤其在电动汽车动力电源、工矿电机车动力电源、汽车起动电源等方面。
铅酸蓄电池因其可循环再充电的特性,以及成本低廉、使用安全、无污染等优点,在目前生活中的需求正日益增大。
相应的,蓄电池的充电技术也引起了普遍地关注。
一方面,传统的充电方法正常充电时,以10h或20h率电流进行充电。
这时需要时间一般为10多个小时,甚至20多个小时,充电时间长,而且使用不便。
另一方面,充电技术不能适应铅酸蓄电池的特殊要求,会严重影响蓄电池的寿命。
国内外多年来的实践证明,铅酸蓄电池浮充电压偏差5%,电池的浮充寿命将减少一半。
在其他方面,由于充电方法不正确,铅酸蓄电池也很难达到规定的循环寿命。
衡量蓄电池的性能指标,常常以①工作电压;②电池容量;③工作温区;④循环寿命四方面的性能参数来表征。
其中影响电池的循环寿命最关键的有二点,一是使用时不过放不过充,二是蓄电池的充电机的性能好坏,充电机的充电方法选择不当,会直接影响电池的循环寿命。