基于单片机控制的电动车快速充电器的设计
基于单片机控制的锂电池充电器设计
基于单片机控制的锂电池充电器设计锂电池充电器是一种用于给锂电池进行充电的设备，可以帮助锂电池恢复电荷，延长其使用寿命。
在本文中，将设计一款基于单片机控制的锂电池充电器。
该充电器采用了单片机作为主控制器，能够对电池进行精确充电控制和状态监测，从而实现高效充电和安全使用。
首先，我们需要选择适合锂电池充电的充电电路。
在这里，我们选择了恒流恒压充电模式，这是一种最常见和最可靠的充电方式。
充电电路由电源、电流检测电阻、电流采样电路、电流反馈控制回路和电压反馈控制回路组成。
接下来，我们需要设计单片机控制电路。
为了实现对充电过程的精确控制，我们可以选择一款功能齐全且性能稳定的单片机，如STM32系列。
单片机将通过AD转换器读取电流和电压的值，并根据设定的充电算法计算出相应的控制参数，并通过PWM信号调节充电电路的输出。
同时，单片机还应该具备状态监测功能，以确保充电过程的安全性。
例如，单片机可以实时监测电压、电流和温度等参数，并根据预设的条件进行相应的保护措施，如断电、降功率或结束充电等。
此外，为了提高系统的可靠性和安全性，我们还可以添加一些辅助电路。
例如，过流保护电路可以通过检测输出电流是否超过一定的阈值来触发断电保护措施。
过热保护电路可以通过监测电池温度来触发降功率或断电保护。
短路保护电路可以通过监测电池和电路之间的电压差来触发断电保护。
最后，根据设计好的电路和程序，我们可以制作出实际的锂电池充电器原型。
在测试和调试的过程中，我们可以通过观察和记录充电电流、电压和温度等数据，来验证充电器的性能和可靠性。
综上所述，基于单片机控制的锂电池充电器设计是一个复杂而重要的工程。
通过合理的电路设计和程序编写，我们可以实现对锂电池的高效充电和安全使用，延长电池的寿命，为多种应用提供可靠的电源解决方案。
基于单片机的电动汽车多功能充电系统设计
基于单片机的电动汽车多功能充电系统设计
引言
由于石油危机和日益严重的环境污染，电动汽车发展已经是大势所趋。
蓄电池为电动汽车提供动力，而蓄电池充电性能直接影响蓄电池的使用和寿命，蓄电池一般分为铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。
由于蓄电池种
类繁多且容量不一，不同种类和容量的蓄电池往往需要不同的充电器匹配，如
果蓄电池的充电器匹配不好会出现过充过热等不安全现象，从而影响蓄电池的
正常使用并缩短蓄电池寿命。
因此，设计一款基于单片机控制的能为各类蓄电
池充电的多功能充电系统是十分必要的。
多功能充电系统能快速稳定地为不同
类型和不同容量的蓄电池充电，我们在软件上针对不同类型的蓄电池设计了相
应的充电方法，使每种蓄电池都能在最佳充电方法下充电。
对于不同容量的蓄
电池，在选择好充电方法时只要设定充电参数即可快速稳定地为蓄电池充电。
1 硬件电路设计
本系统采用移相全桥软开关电路，即将Boost 电路与全桥变换器合成一
起组成单级PFC 电路，该电路结构简单、效率高，可以实现对输入电流的整定，又可以工作在较大功率场合，发挥了全桥电路的优势。
系统主要由充电主电路和充电控制回路组成，图1 为多功能充电系统硬
件原理图。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
基于单片机的快速充电器设计
能 够 充 电 的 电 流 小 很 多 ， 因 此 充 电 的时 间相 应 也 会 增 加 ， 当 对 蓄 充 电 电 流 比 能 够 充 电 的 电流 大 很 多 时 ，造 成 蓄 电池 中 的 析 气 现象十分严重。
寿命 。然 而，考虑 到蓄 电池的一些 重要特 点， 比如 离散性 、多 变量 以及非线 性等 ，充 电系统并没有在 很多 的应用数 学模型实
现 极 大 的 推 广 。日常 生活 中我 们 通 常 所 接 触 的 是 传 统 的充 电法 ，
３ 铅酸 蓄 电池 快速 充 电器 系 统硬件 设计
铅 酸 蓄 电池快 速 充 电器系 统 主要 的对 象 是 多种 型 号，多 种 容 量 的铅 酸 蓄 电 池， 系 统 的 组 成 部 分 主 要 包 括 了型 号 为
得 出 了充 电 电流 曲 线 ， 该 曲线 产 生 的前 提 是 吸 气 率 是 最 低 的 。 铅 酸 蓄 电池 充 电特 性 曲线 如 图 １所 示 。
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基于ST72单片机的快速充电系统
基于ST72单片机的快速充电系统基于ST72单片机的快速充电系统摘要：介绍一种新型快速充电系统。
该系统以ＳＴ７２单片机为控制核心，以多种蓄电池为控制对象，对蓄电池充电过程进行参数自动跟踪、检测和综合控制，在延长蓄电池使用寿命的前提下，大幅度提高充电速度。
关键词：充电系统蓄电池单片机传统的常规蓄电池充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，充电时间长达１０～２０个小时。
为了缩短充电时间，必须对充电过程的充电电流进行控制。
许多生产厂家误认为盲目提高充电电流就是快速充电，其实这不但不能提高充电效率，而且会加剧电池的极化现象，升高蓄电池温度，浪费电能，严重损坏蓄电池。
根据美国科学家马斯提出的马斯三定律，脉冲充电、脉冲放电可以去除电池极化，减小蓄电池的内部压力、温度和内阻，加快充电速度，实现蓄电池快速充电需采用充－放－充的循环方式。
这种模式的快充系统中一般应包括控制回路、充电回路、放电回路。
根据充电过程中测得的参数，通过单片机适当调整，保证脉冲电压的（充、放）幅值及充电与放电的宽度比值恒定，可以得出充电效率的最佳结果。
１系统结构１．１控制回路ＳＴ７２系列单片机是法国ＳＴ微电子公司最新生产的简单、灵活、低价格的８位单片机，采用了独特的制造工艺和技术，大大提高了抗干扰能力。
它专为嵌入式控制应用设计，特别适用于抗噪声干扰高、整体性价比高的控制系统。
它具有以下的主要性能：（１）工作电源电压有很宽的适应范围，从２．４Ｖ～５．５Ｖ；功耗较低，内部数字看门狗。
（２）丰富的Ｉ／Ｏ功能，内部带有３个定时器／计时器，有的还多达１６个通道的１０位Ａ／Ｄ转换器，两路脉宽调制?多种通信接口，多达１２级的.中断源。
（３）多种内部程序存储器，除有廉价的ＯＴＰ（ＯｎｅＴｉｍｅＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）一次性编程写入?还有非常方便的ＦＬＡＳＨ程序存储器，可以在线编程，易于修改程序代码。
存储器的容量从１．５ＫＢ～６０ＫＢ不等，可以满足各种编程的需要。
毕业设计(论文)-基于AT89C2051单片机的智能快速充电器设计
摘要本设计讨论了镍镉、镍氢电池的充电问题，以此为基础设计了一个快速充电器。
论文中首先介绍了镍镉、镍氢电池各自的特点以及它们的充电特性，研究了几种常用的充电方法和充电终止控制方法，分析了这几种方法各自的优缺点。
基于以上分析，本设计采用了一种较好的充电终止控制方法——电压负增量控制方法，以AT89C2051单片机为核心设计了一个智能快速充电器。
该充电器主要利用模数转换，将电池电压这一模拟量转换为单片机定时器中的数字量，经过数字量的运算、比较，对电池的工作状态进行判断，并相应地采取不同的充电方法。
其中快速充电过程采用了大电流脉冲充放电的方法，消除了电池极化反应这一现象，充电过程中检测电路检测到电池出现负压后，快速充电终止。
关键词：电压负增量；快速充电；模数转换AbstractThe reference design discusses the issue of charge for NiCd/NiMH batteries; on this basis a quick charger is designed. The characteristic and charge feature of them are introduced, some kind of charging method and stop-charge controlling method are particularly investigated，The advantages and disadvantages of them are analyzed. Based on the analysis above, a kind of well controlling method is adopted (-ΔV) and an intelligent quick charger based on AT89C2051 single-chip microcomputer designed. This charger uses the A/D conversion, changing analogical quantity of batteries voltage into digital quantity of timer in single-chip microcomputer. After operating and comparing of this digital quantity, it judges the state of batteries, accordingly adopts different charge method. To eliminate the effect of polarization, it uses large current pulse to conduct charging and discharging. Quick charge stops after negative voltage appearing during the process of charge.Key words：Negative voltage increment；Quick charge；A/D conversion前言最近几年以来，数码技术的发展使人们对能源的要求越来越高，作为能源市场上的佼佼者，性价比高的镍镉镍氢电池可满足很多方面的需求，得到了众人的青睐，各种镍镉镍氢电池的充电器也得到了很大发展。
基于单片机技术的智能充电器设计
基于单片机技术的智能充电器设计摘要：随着移动互联网和智能设备的普及，用户需要充电器的需求量越来越大。
然而，传统的充电器存在安全隐患和充电效率低下的问题。
因此，本文基于单片机技术，设计了一种智能充电器，可以有效地提高充电效率，保障用户充电安全。
本设计的任意两路输入电压（5V、9V、12V）均可充电，充电时最大输出电流可达3A，充电电流自动调节，能够智能充电，保证设备充电安全，同时提高了充电效率。
实验结果表明，相比传统充电器，本设计具有更高的充电效率和更好的安全性能。
关键词：单片机技术；智能充电器；充电效率；充电安全性能Abstract: With the popularity of mobile Internet and smart devices, the demand for chargers is increasing. However, traditional chargers have safety hazards and low charging efficiency. Therefore, based on single-chip technology, this paper designs an intelligent charger, which can effectively improve charging efficiency and ensure user charging safety. Any two input voltages (5V, 9V, 12V) can be charged in this design, with a maximum output current of up to 3A during charging. The charging current is automatically adjusted, which can intelligently charge and ensure device charging safety, while improving charging efficiency. The experimental results show that compared with traditional chargers, this design has higher charging efficiency and better safety performance.Keywords: Single-chip technology; intelligent charger; charging efficiency; charging safety performance背景随着移动互联网和智能设备的快速发展，手机、平板电脑等智能终端设备的使用也越来越普及。
基于单片机控制的智能充电器设计
电池 的 电压 负增 量 与 电池组 的绝 对 电压 没有太 大的关联，在不受到环境和稳 定等因素 影 响的情况下，适用此方法能精准 的判 断出电 池是 否充电完成。但是缺点则是 ；电池 充足 电
【 关键词 】单 片机 智 能充 电器 设计
之前 ，会 出现 局部电压下降的情况 ，导致 电池 在没能充足 电之前，在检测到 电压负增量后而 停止快速充 电。
［ ４ 】景 志林 ，景 占荣 ，高 田 ．基 于 Ｉ ｎ ｆ ｉ ｎ ｅ ｏ ｎ
单 片机 的数 字化 智 能充 电器设 计 ［ Ｊ 】 ．电
子测量技 术 ， ２ ０ １ ５ （ ３ ０ ） ： ７ ８ — ７ ９ ． ｆ ５ 】韦博 旭 ， 龚元 明 ， 洪永楠 ． 基于 Ｐ Ｉ Ｃ 单片 机 的智 能 充 电器设 计 【 Ｊ ］ ．上海 工程技 术
参考 文献
［ １ ］陈辉 煌 ．基 于 Ｄ Ｓ ２ ４ ３ ８的多 功 能智 能蓄 电
池充 电 器的设 计 ［ Ｊ ］ ．江 西 电 力 职 业 技 术
２充电控制技术
２ ． １ 定 时 控 制
主 控 电路 由 四大 部 分 组 成 分 别 是 ： （ １ ） 电流 控 制 回流 。 （ ２ ）充 电 电流 和 容 量 显 示 电路 。 （ ３ ）检 测 取 样 电路 。 （ ４ ）报 警 电路 。
电池所需要 的不 同电压 。主控 电路能够对充 电 的状态进行有效控制 ，譬如对 充电过程所进行 负反馈 的不 同形式组合 。 的有效控制 。信 号控 制能够 有效的保障充 电安 全 。具体工作方式如 图 １ 所示 。
３ ． １主 控 电路
节器 。设计 设计时 ，为能获得更好 的变 换器动 态和静态效应 ，多习惯使用 电压或者 电流进行
基于单片机控制的电动自行车充电器的设计
eht dna regrahc erusserP snoitcirtser detimil tnerruc,elcycib cirtcele eht fo stnenopmoc eroc cirtcele ekat ot,elpoep eht gnoma ssenerawa latnemnorivne fo tnemecnahne eht htiW
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III
23 ................................................................... 谢 92 ................................................................... 录
1.2.2
2 ........................................................ 择选式模电充 2.2 2 ..................................... 析分理原、构结的池电蓄酸铅封密 1.2 2 1
2 ................................................. 析分式模电充车行自动电 1 ................................................................... 论绪
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设计题目：基于单片机控制的电动车快速充电器的设计班级：10级计算机控制技术班学生姓名：学号：指导教师：职称：指导小组组长：教学班负责人：设计时间：2012年5月 22日至 2012年6月22日QQ:2460883099基于单片机控制的电动车快速充电器的设计摘要：目前，电动自行车因其轻便无污染越来越受到消费者的青睐，我国的电动自行车更是突飞猛进的发展。
但是，行驶里程的长短是消费者衡量电动自行车质量好坏的主要标准之一，而电池不耐用，充电时间长是行驶里程长短的决定因素。
本设计就是要探讨解决这一难题的方法，提出一种电动自行车快速充电的模式来解决这一问题，设计出性能优良、运行可靠的电动自行车蓄电池快速充电方法。
本设计以AT89C51为核心，使用脉冲充电法实现快速充电，热敏电阻作为温度传感器和NE555组合起来组成温度检测电路，实现对温度的检测，达到保护电池的作用。
还有相应的软件部分。
关键词：电动车，快速充电器，AT89C51，单片机。
Abstract:At present, the electric bicycle because its light pollution by more and more customers, our electric bike by leaps and bounds development. But, the length of the trip mileage is consumer measure electric bicycle quality stand or fall of one of the main standard, and the battery not durable, charging time is long trip mileage of the length of the deciding factor. This design is to explore the method to solve the problem, this paper puts forward a kind of electric bicycle fast charging model to solve the problem, the design of excellent performance, reliable operation of electric bicycle batteries fast charging method. This design USES AT89C51 as the core, using pulse charging fast charging method to implement, thermal resistor as temperature sensor and NE555 combined temperature detection circuit composed, and to realize the temperature testing, to protect the function of the battery. And the corresponding software parts.Key words: electric car ,quick charger ,AT89C51, microcontroller.目录第一章引言 (1)1.1 本课题的研究背景、发展及意义 (1)1.2 本课题的基本内容 (1)第二章基本理论介绍 (2)2.1 铅蓄电池充电理论基础 (2)2.2 快速充电方法的研究 (3)2.3 脉冲快速充电法的理论基础 (6)2.4 脉冲快速充电器的工作原理 (7)第三章控制系统总体方案设计 (8)3.1 控制方式 (8)3.2 总体方案设计 (9)第四章系统硬件电路设计 (10)4.1 充电器主电路设计 (10)4.2 控制电路的设计 (14)4.3 整体电路设计 (18)第五章系统软件程序设计 (19)5.1 温度检测中断程序 (19)5.2 电压检测子程序 (19)5.3 充电脉冲控制子程序 (21)5.4 单片机主程序 (21)第六章设计总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第一章引言1.1 本课题的研究背景、发展及意义据环境部门统计，目前，大气污染的24%来源于交通运输，随着人们生活水平的提高，汽车保有量会迅速增加，污染的比例也会相应提高，据调查2010年汽车尾气造成的大气污染占空气污染的64%，这将严重破坏和影响人们赖以生存的地面生态系统。
随着能源的日益紧缺和大气污染的加剧，世界公认的最有发展前景的解决方案是电动车。
开发实用、安全、清洁的移动电源，寻求相关的节能、环保解决方案——如发展新型电动车，成为当前各国的迫切任务。
然而从电动自行车总体性能来看，真正制约电动自行车发展，能否保证电动自行车可持续增长的关键，还是电动自行车电池使用寿命的问题。
影响电池使用寿命的因素很多，归纳起来，其主要因素是两个方面：首先是电池本身的性能和质量，其次是电池的充电和管理。
电动车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车，由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动车进入了发展高潮。
电动车作为绿色交通工具，将在二十一世纪给人类社会带来巨大的变化。
顺应当前国际科技发展的大趋势，将电动车作为中国进入二十一世纪汽车工业的切入点，不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展战略抉择，同时也上实现中国汽车产业可持续发展的重要选择。
时下，电动自行车以时尚便捷环保成为了很多人的代步工具。
然而，电动自行车电池不耐用，三天两头要充电，充电频繁成为电动车使用者头痛的问题。
同时，电动自行车一次充电饱和，一般可以行驶三十公里以上（因电池容量的不同差异较大），当把电动自行车作为较远距离的交通工具的时候，就没有电返回，而要等到重新充电完毕则要花上好几个小时时间。
本次课程设计就是针对解决电动自行车充电器充电慢的问题而选题的，旨在开发一个根据电池饱和的程度智能改变充电模式，并可以在较短时间（四小时）之内可以将电池充好的电动自行车快速充电器（电池规格48V、20A），以解决使用电动自行车远距离骑游的困扰。
1.2 本课题的基本内容电动自行车快速充电器的设计所涉及的基本内容大概有：第一，有关电动自行车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，交流电流对电池充电的原理及其特点。
第四，充电器对充电过程的检测及其自动转换。
第五，充电器在充电过程中对电池的保护功能。
第六，电路设计及其元件的选择调试等。
第二章 基本理论介绍2.1 铅蓄电池充电理论基础上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。
实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。
原则上把这条曲线称为最佳充电曲线，从而奠定了快速充电方法的研究方向。
图1最佳充电曲线由图1可以看出：初始充电电流很大，但是衰减很快。
主要原因是充电过程中产生了极化现象。
在密封式蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆积在正极板(正极板产生氧气)，使电池内部压力加大，电池温度上升 ，同时缩小了正极板的面积，表现为内阻上升，出现所谓的极化现象。
蓄电池是可逆的。
其放电及充电的化学反应式如下O H PbSO SO H Pb PbO 24422222+⇔++ （1）很显然，充电过程和放电过程互为逆反应。
可逆过程就是热力学的平衡过程，为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电，必须尽量使通过电池的电流小一些。
理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。
但是，实践表明，蓄电池充电时，外加电压必须增大到一定数值才行, 这个数值又因为电极材料，溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。
在化学反应中，这种电动势超过热力学平衡值的现象，就是极化现象。
一般来说，产生极化现象有3个方面的原因。
a ）欧姆极化 充电过程中，正负离子向两极迁移。
在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力，称为欧姆内阻。
为了克服这个内阻，外加电压就必须额外施加一定的电压，以克服阻力推动离子迁移。
该电压以热的方式转化给环境，出现所谓的欧姆极化。
随着充电电流急剧加大，欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。
b ）浓度极化 电流流过蓄电池时，为维持正常的反应，最理想的情况是电极表面反应物能及时得到补充，生成物能及时离去。
实际上，生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度，从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。
也就是说，从电极表面到中部溶液，电解液浓度分布不均匀。
这种现象称为浓度极化。
c）电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度，落后于电极上电子运动的速度造成的。
例如：电池的负极放电前，电极表面带有负电荷，其附近溶液带有正电荷，两者处于平衡状态。
放电时，立即有电子释放给外电路。
电极表面负电荷减少，而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me－eMe＋，不能及时补充电极表面电子的减少，电极表面带电状态发生变化。
这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极，金属离子M＋转入溶液，加速Me－eMe＋反应进行。
总有一个时刻，达到新的动态平衡。
但与放电前相比，电极表面所带负电荷数目减少了，与此对应的电极电势变正。
也就是电化学极化电压变高，从而严重阻碍了正常的充电电流。
同理，电池正极放电时，电极表面所带正电荷数目减少，电极电势变负。
这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。
2.2 快速充电方法的研究2.2.1 快速充电技术为了能够最大限度地加快蓄电池的化学反应速度，缩短蓄电池达到满充状态的时间，同时，保证蓄电池正负极板的极化现象尽量地少或轻，提高蓄电池使用效率。
快速充电技术近年来得到了迅速发展。
下面介绍目前比较流行的几种快速充电方法。
这些方法都是围绕着最佳充电曲线进行设计的，目的就是使其充电曲线尽可能地逼进最佳充电曲线。
a) 脉冲式充电法这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率，而且能够提高蓄电池充电接受率，从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制，这也是蓄电池充电理论的新发展。
脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环，如图2所示。
充电脉冲使蓄电池充满电量，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，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。