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一种单片机控制的铅酸蓄电池充电电源

作者:时间:2011-04-02来源:网络收藏

摘要:为了有效地提升的使用寿命,同时实现对过程的监控,设计出一种用的36 V。本电路采用反激式拓扑,连续电流工作模式,管理IC设计在的副边,由ELAN公司的EM78P258N模拟,是用可编程器件模拟电源管理IC,实现智能电源低成本化的一次成功尝试,通过对的软件设计实现了电源的状态显示、充电时间、报警、过温保护、过压保护、过流保护等功能。本充电器真正的实现了的三段式充电过程,其最高输出功率可达90 W,效率约85%,成本不到20元,具有很高的市场竞争力。
关键词:铅酸蓄电池;充电电源;单片机;电源管理IC

铅酸蓄电池由于其制造成本低,容量大,价格低廉而得到了广泛的使用。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。也就是说,绝大多数的蓄电池不是用坏的,而是“充坏”的。由此可见,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。
目前比较被认可的充电曲线如图1所示。也即常说的三阶段充电法:在充电开始和结束时采用恒电流充电,中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时,由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少,最大限度的保护蓄电池的寿命。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/172895.htm

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传统的3842式充电器性能可靠,价格低廉,但却只能实现充电曲线的前两个阶段,无法实现浮充(涓流)阶段,而且无法实现智能。市场上的一些所谓的智能充电器,又无一例外的价格高昂,没有市场竞争力。本文介绍了一种采用单片机做电源管理IC的智能充电器,可以真正的实现三段式充电过程,并且具有状态显示、充电时间控制、报警等功能,而且整机成本不到20元,极具市场竞争力。

1 电源设计方案
1.1 总体方案简介
采用单片机做电源管理IC,瓶颈问题是单片机的运算速度较慢,当负载出现突变时无法及时做出调节,而本例的负载是电池,给电池进行充电的过程恰好不会出现负载突变这个问题,这使得采用单片机作为电源管理IC成为可能。
由于本电路的输出功率小于100 W,所以采用反激式拓扑形式,反激式拓扑最大的优点是不需要输出滤波电感,这使得反激式拓扑的成本较低,体积较小。电源管理IC设计在电路副边,由ELAN品牌的EM78P258N单片机模拟,单片机的运算频率设定为8 MHz。EM78P258N是一款具有很高性价比的单片机,其工作频率最高可达20 MHz(外接振荡器模式),内部设置了4个12位精度的AD转换器、2Kx13位片内寄存器、3个八位、一个十六位计时器和一个PWM波形发生器,具有看门狗功能。电路的初级和次级由变压器进行隔离,变压器不仅结构简单,而且很容易实现初次级3 000VAC的抗电强度。该充电器最高输出约可为45 V/2 A,并可根据实际需要进行调节。本充电器的开关频率设为40 KHz,每个周期被等分为200个部分,PWM每次可以调节1/200个周期,即125 ns。


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