單片機的智能充電電源設計范文

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《電源技術應用雜志》2014年第三期

1.電路硬件設計與器件的選擇

1.1設計檢測電路對于電路的檢測主要包括對溫度、電壓以及電流的檢測。主要是通過負反饋的方式檢測電路的電壓、電流，達到保護電路的恒壓、恒流的目的。通過對電路溫度的檢測得到電池充電過程中的溫度參數，預防電池的過度損壞，保障了充電的安全性。選取型號為FSM050LA的霍爾傳感器用以檢測電路的輸出電流，將檢測的電流通過電壓的形式輸入到SG3525控制芯片中，同時又將檢測到的信號送到單片機A/D轉換口中，以便及時的顯示出來。同樣也采用電流霍爾傳感器對變換器的前直流進行檢測。如果變換器的橋臂因為逆變失敗發生短路時，瞬間變大的電壓信號會立馬送到SG3525過流保護腳中，以1.4V電壓為標準，當電壓大于這個值時，立即封鎖了輸出脈沖，進行了快速的過流保護。檢測電壓電路域檢測電流電路設相似，在此不再詳述。通過熱敏電阻來實現電路溫度的檢測，利用單片機將熱敏電阻的電壓信號進行模數轉換，得到電源的溫度參數。

1.2設置報警電路在電源中設置報警電路對警報做出提醒。設計報警電路時用一個蜂鳴器和一個三極管的放大電路組成，當發生故障需要報警時，會通過單機片輸出高電平，然后再由三極管進行導通，之后蜂鳴器開始發生鳴叫，同時與單片機相接的LED燈發光，完成了聲光報警功能。

1.3設計脈寬調制電路設計脈寬調制電路時，采用專用的SG3525［5－6］集成芯片。在SG3525芯片中存在著兩路反相PWM信號驅動著四個開關管通斷，然后調整開關管的導通時間，用來調節其導通時間。通過SG3525芯片內部的誤差放大器去控制PMW的相移。將單片機輸出的電壓信號接到誤差放大器同相端，將主電壓或電流檢測的反饋信號接到誤差放大器反相端。脈寬調制波形頻率由SG3525芯片的定時電阻、定時電容和放大電阻決定，其關系滿足下面公式：f=1/Ct(0.7Rt+3Rd)；f是SG3525的振蕩頻率。

2.設計軟件控制充電

智能充電電源的軟件設計，能夠達到充電的最佳效果，其中，充電控制技術是整個設計的核心部分。因此，為了保護電池，同時又達到大電流的充電，本文采取了多段式充電方式，將充電過程分為了涓流階段、恒流階段、恒壓階段、浮充階段這四個階段。充電器在開始工作時，若檢測到的電池電壓低于了19V，那么充電器不工作。當在電池的電壓介于19V-21V之間時，則電池曾經肯定過度放電，避免電池充電可能造成的熱失控現象，就應用單片機的檢測，實現電池的涓流充電，以此來激活蓄電池。當電池達到能接受大電流充電的標準后，電池會自動轉到充電的恒流階段。當電池達到了飽和狀態時，電池又會終止恒流充電，進而開始恒壓充電，這時，充電電流會逐漸減小，當減小到額定電流的0.1倍時，自動轉到浮充充電，浮充充電主要是補充電池自行放電消耗的能量，電池充電過程結束。

3.智能充電電源的實驗結果

對于以上的設計，本文進行了實驗驗證，得到了圖1、圖2所示的波形，兩圖分別為高頻變壓器的副邊電壓和充電電源的輸出電壓的波形圖。從圖中不難看出，圖2顯示的波形相較于圖1來說更加平穩，且電壓的波紋小，而圖1是全橋變換兩個橋臂進行互補對稱導通，從而生成的逆變電壓的波形圖。通過波形圖的反映，有效地了設計的成功。

4.結束語：

本文對蓄電池的充電電源進行了智能設計，將高頻開關電源作為核心主電路，SG3525和ADUC814單片機為集中芯片，利用四段式的充電方式，又通過對電路的檢測保護，利用檢測參數，將電池自動轉換成充電模式，同時，在發生故障時，電池會發出警報聲并伴隨有LED燈的亮起。此智能充電電源與傳統的蓄電池電源相比，其充電時電源電壓的輸出穩定且波動小，能夠有效地加快充電時間，并且操作起來簡便可行、安全可靠，因此，其使用前景非?？捎^。

作者：陳景翠單位：延安職業技術學院