蓄电池充电智能管理器的设计

摘要：为了在蓄电池充满电后能够自动断电，利用PIC单片机设计了蓄电池充电专用管理器。该管理器具有自我学习的功能，智能记忆蓄电池满充状态，能适应现有的各种蓄电池充电器，对蓄电池进行智能充电，最大限度地保护电池，延长使用寿命。在无人看管的情况下，蓄电池充满电后自动断电，有效避免火灾隐患和电器故障的发生，也能节约宝贵的电能。
关键词：蓄电池充电；自我学习；PIC12F675；智能控制；节能

0 引言
现有的蓄电池充电器中有很多质量低劣的不合格产品，有的劣质充电器实际上就是一个没有安全保证的简易变压器，大部分充电器在蓄电池充满电后不进行智能断电而长期处于浮充状态，对电池的寿命会有一定的影响；现有的充电管理器普遍不具备自我学习功能，无法判断电池的充电状态，不能在蓄电池已充满电的情况下智能的切断电源。本文设计一种蓄电池充电专用管理器，能适应现有的各种蓄电池充电器，具有自我学习的功能，智能记忆蓄电池满充状态，对蓄电池进行智能充电，最大限度地保护电池，延长使用寿命。

1 硬件电路组成及工作原理
1．1 系统硬件结构
智能充电管理器系统硬件结构如图1所示，本文设计的电路包括充电电流检测电路，以单片机PIC12F675为核心的智能控制电路，继电器驱动电路和为各电路提供工作电源的开关电源电路。

1．2 PIC12F675单片机
PIC12F675单片机是PIC12系列单片机，采用RISC型CPU内核，仅需学习35条指令，除了跳转指令以外所有指令都是单周期的，由于采用哈佛总线结构，以及指令的读取和执行采用流水作业方式，使得PIC单片机的运行速度大大提高；PIC单片机是最节省程序存储器空间的单片机，驱动能力强，PIC单片机每个I／O口的吸人和输出电流最大值可达25 mA。PIC系列单片机集成了上电复位电路、I／O引脚上拉电路、看门狗定时器等，可以最大程度的减少或免用外接器件，以便实现“纯单片”应用。本文中PIC12F675单片机负责对系统的工作进行实施调度，实现外部输入参数的设置、蓄电池及负载的管理、工作状态的指示等。
1．3 充电电流检测电路
充电电流检测电路如图2所示。电流互感器T2初级的两个输入端串接在蓄电池充电电路的交流电压一个输入端，次级与取样电压电阻R2并联，电阻R2将感应的交流充电电流转换成交流电压，并连接到运算放大器LM358A的反相端2脚，运算放大器LM358A的1脚输出放大的交流电压信号经整流二极管D2输出至单片机中进行A／D采样，在整流二极管D2的输出端连接电解电容C6进行滤波。运算放大器LM358A被接成反相放大器，反相放大器增益K在这里仅由R1和R3的取值决定：K=R3／R1，当蓄电池开始充电时，感应的交流电流信号经R2转换为交流电压信号后输入LM358A进行放大，放大后的交流电压信号，通过二极管D2整流，C6滤波将交流电压信号平均为直流电平信号，连接单片机PIC12F675的GP2端采样端口部分。