智能型充电器的电源和显示的设计毕业设计说明书(论文)
智能充电器毕业设计

基于MAX1898的智能充电器设计在人们日常工作和生活中,充电器的使用越来越广泛。
从随身听到数码相机,从手机到笔记本电脑,几乎所有用到电池的电器设备都需要用到充电器。
充电器为人们的外出旅行和出差办公提供了极大的方便。
单片机在电池充电器领域也有着广泛的应用,利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化。
充电器各类繁多,但从严格意义上讲,只有单片机参与处理和控制的充电器才能称为智能充电器。
1实例说明随着手机在世界范围内的普及使用,手机电池充电器的使用也越来越广泛。
本章将通过一个典型实例介绍51单片机在实现手机电池充电器方面的应用。
实例所实现的充电器是一种智能充电器,它在单片机的控制下,具有预充、充电保护、自动断电和充电完成报警提示功能。
实例的功能模块如下。
・单片机模块:实现充电器的智能化控制,比如自动断电、充电完成报警提示等。
・充电过程控制模块:采用专用的电池充电芯片实现对充电过程的控制。
・充电电压提供模块:采用电压转换芯片将外部+12V电压转换为需要的+5V电压,该电压在送给充电控制模块之前还需经过一个光耦模块。
・C51程序:单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化,并根据充电的状态给出有关的输出指示。
2设计思路分析要实现智能化充电器,需要从下面两个方面着手。
(1)充电的实现。
它包括两部分:一是充电过程的控制;二是需要提供基本的充电电压。
(2)智能化的实现。
在充电器电路中引入单片机的控制。
2.1 为何需要实现充电器的智能化充电器实现的方式不同会导致充电效果的不同。
由于充电器多采用大电流的快速充电法,在电池充满后如果不及时停止会使电池发烫,过度的充电会严重损害电池的寿命。
一些低成本的充电器采用电压比较法,为了防止过充,一般充电到90%就停止大电流快充,而采用小电流涓流补充充电。
手机电池的使用寿命和单次使用时间与充电过程密切相关。
锂电池是手机最为常用的一种电池,它具有较高的能量重量比、能量体积比、具有记忆效应,可重复充电多次,使用寿命较长,价格也越来越低。
毕业论文-电动车智能充电器的设计

摘要:基于PIC单片机和DC功率变换器设计的电动车智能快速充电器本文对这个方案做了一定的阐述,还有设计了智能充电器的硬件电路和控制软件的设计方案,该充电器的成本低,性能可靠,能正确地测量蓄电池状态,经多方面的检验测试得知和用户使用,充电效果好,效率高,充电方案新颖。该充电方案对充分发电损耗,延长蓄电池的使用寿命具有重要意义。
充电器的选择
充电器有快充和慢充之分,慢充对电池的寿命影响不大,价格比较便宜,但充满电要等待15 h左右,如果追求短时间充电的话,可以选择使用智能控制的快速充电器(价格比慢充的要高,具有自动停充、过热保护以及涓流充电等功能) ,能在约几个小时内充满。因为其带有微处理控制器,通常会决定什么时候电池充满了电,然后根据设计的不同,完全关掉充电器或转向涓流充电,能有效避免对电池造成损害。新买的镍氢充电电池最好是先放电(特别是使用没有防止过充和过热保护等保护装置的快充) ,就是放在用电器中正常使用,当电器提示没有电了再充电。请勿将新旧电池或充电状态不同的电池放在一起使用,也不要将容量、种类、品牌不同的电池放在一起使用,应使用优质充电器给电池充电。
充电器的系统结构框图如图2.2所示。
图充电器原理框图
2
监控电路的核心是PIC16C73,它是一种低功耗8位微处理器,内部带有程序存储器和数据存储器(RAM ) ,程序运行速度快(晶振为20MHz时,指令执行周期为200 n s)PIC16C73芯片对外有3个口(共22位) , 5路8位高速通道, 3个定时器和计数器, 2个捕捉点和比较点PWM模块, 2个串行通讯口。芯片具有一定的功能,并提供对软件运行出错的保护。充电器监控电路具有以下功能:
电磁兼容的定义是:装置能在规定的电磁环境中正常的工作而不对该环境或其他设备造成不容许扰动的能力。它包括两方面的含义:第一,设备或系统应具备有抵抗给定电磁干扰的能力,并且有一定的安全余量,即它应不因受到处于同一电磁环境中的其他设备或系统发射的电磁干扰而产生不容许的工作性能降低;第二,设备或系统不产生超过规定限度的电磁干扰,即它不能产生使处于同一电磁环境中的其他设备或系统出现超过规定限度的工作性能降级的电磁。因此对智能充电器来说电磁兼容性设计的任务就是采取适应的措施保证系统中的信号不会受到干扰,所以在设计电动车智能充电器的时候还要考虑到中心处理信号,这样便于使充电器在使用时候达到一个最佳的状态。
智能充电器的设计(毕业设计)

毕业设计附件题目:智能充电器的设计姓名:王研学号:16学院:信息学院专业:电子信息工程指导教师:萍协助指导教师:2011年5月23日目录开题报告 (1)翻译外文资料及译文 (2)程序清单和图纸 (3)北京联合大学毕业设计(论文)开题报告题目:智能充电器的设计专业:电子信息工程指导教师:萍学院:信息学院学号:16班级:0708030303 :王研一、课题任务与目的任务:针对电动车常用的动力电池的特点,以单片机作为控制芯片,结合国内外现行的各种充电技术和充电器设计方案,设计一款基于单片机控制的智能充电器,以达到最佳的充电效果,使智能充电器具有良好的性能指标,电路简单可靠。
研究目的:随着能源的日益紧缺和大气污染的加剧,作为新型交通工具的电动车的研究日益受到重视,从我国国情和人们的消费水平出发,电动车具有广阔的发展前景。
作为电动车核心部件的电池及其充电器,其性能的优劣,直接影响电动车的质量状况。
针对电动车充电技术的要求,为了使电动车充电器获得良好的性能指标,必须寻找最佳的充电模式,我要设计一款基于单片机控制的智能充电器,涓流充电、大电流充电、过充电和浮充电组合起来的充电方式,这种充电方式经理论和实践表明,可达到最佳的效果,使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命,可满足不同电动车动力电池的复杂充电要求,为提高蓄电池的性能和可靠性提供有效的途径,对环保、节能型电动车和充电器的设计和开发具有重要的意义,同时,研制性能良好的智能充电器,会带来显著的经济效益和良好的社会效益。
二、调研资料情况1 电动车用电池的现状和发展趋势电池作为电动车动力来源,目前应用于电动车的可充式二次电池主要有:铅酸(Lead Acid)电池、镍福(Nickel Cadmium)电池、镍氢(Nickel Metal Hydride)电池和锂(Lithium)电池[1]。
(1)镍一氢电池(Ni-MH )此类蓄电池的比能量高,寿命长,有较高的比功率,污染轻等优点,被认为是较好的电动车用蓄电池。
毕业设计课程设计智能型充电器的电源和显示的设计

目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第1章概述 (2)第一节绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 常见充电电池特性及其充电方式 (3)1.3主要芯片的选择 (5)1.4 液晶显示模块的选择 (7)第二节毕业设计任务和要求 (8)第2章硬件电路设计 (10)第一节液晶显示模块的两种访问方式接口电路 (10)第二节硬件电路主要芯片 (12)2.2.1 Atmega16L主要引脚说明 (12)2.2.2 Atmega16L的存储器 (13)2.2.3 Atmega16L的时钟电路 (14)2.2.4 Atmega16L的系统复位 (14)第三节 LCD液晶显示 (15)2.3.1 LCD的显示原理 (15)2.3.2 液晶显示控制驱动器 (17)2.3.3 液晶显示模块的特点 (18)第四节电源电路的设计 (20)第五节硬件电路设计 (21)第六节 PROTELL99的应用简介 (22)第3章软件设计 (23)3.1 用C语言开发单片机的优势 (23)3.2 液晶显示汉字或字符的原理 (24)3.3 LCD模块的指令说明 (25)3.4 液晶显示界面 (27)3.5 系统程序流程图 (27)第4章系统调试过程 (31)第一节系统调试软件介绍 (31)4.1.1 ICCAVR编译器简介 (31)4.1.2 ICCAVR的设置 (32)第二节调试过程 (35)第五章毕业设计总结 (40)第一节主要成果 (40)第二节经验总结和感谢 (40)参考文献 (41)附录1外文资料译文 (39)附录2外文资料原文 (42)附录3部分源代码 (45)附录4硬件原理图 (62)。
智能充电器设计_毕业设计论文 推荐

摘要随着便携式电子设备的普及和充电电池的广泛应用,充电器的使用也越来越广泛,但其性能却跟不上电池的发展要求,其电路设计存在较大的缺陷。
针对目前市售充电器的技术缺陷,本文应市场需求设计了一款智能镍氢电池充电器。
本智能充电器具有检测镍氢电池的状态;自动切换电路组态以满足充电电池的充电需要;充电器短路保护功能;以恒压充电方式进入维护充电模式;充电状态显示的功能。
本文充分考虑了国内外的设计方案,在设计中针对市场需求,在功能上进行了适当调整,以满足用户对高性价比的需要。
功能适用、价格低廉、电路简化是本设计的重点。
关键词:维护充电、充电电池、智能充电AbstractAlong with the prevalence of the portable devices and cells used widely, chargers are implicated in more fields than before. But the performance of the chargers is far too behind the requirement of the developing cells. With the demerit of the available chargers, this paper designs an intelligent Ni-Mn cells charger. The features of the intelligent charger are depicted as follows, detecting the state of the recharge cells, automatically switching the module of the circuit to meet the demand of the cells, short protection for the charger, maintenance charge module with constant voltage and current, state showing. This paper considers designations from home and abroad fully and adjusts a few functions of the circuit to satisfy the user requirement of high performance-price ratio. The focus of this designation in this paper is proper function, low-cost, and simplified circuit.KeyWords:maintenance charge module、Rechargeable batteries、intelligent charge目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1 充电器的设计背景 (1)1.1.2 常见充电电池特性及其充电方式 (2)1.1.3 市场需求情况及发展趋势 (3)2 镍氢电池特性 (5)2.1镍氢电池化学特性 (5)2.2镍氢电池重要参数 (6)2.3镍氢\镉电池的充放电特性 (6)2.4镍氢电池的充电状态 (7)3 设计方案分析 (8)3.1最普通的充电器电路 (8)3.2多功能充电器 (9)3.3智能充电器典型电路 (10)3.4本设计采用的充电器设计方案 (10)4 硬件电路设计 (12)4.1系统功能模块分析 (12)4.2充电器工作原理 (13)4.3硬件电路实现 (13)5 硬件电路参数分析 (18)5.1 智能充电器硬件参数分析 (18)5.1.1 市电输入保护电路 (18)5.1.2 电压变送电路 (19)5.1.3 电流输出控制电路 (21)5.1.4 电压检测电路 (24)5.1.5 过流保护和显示电路 (25)总结 (26)谢辞参考文献附录1充电器电路全图附表2元器件的数量、规格、封装1 绪论1.1 概述1.1.1 充电器的设计背景如今,随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。
毕业论文智能电池充电器的设计

毕业论文智能电池充电器的设计Newly compiled on November 23, 2020A n h u i V o c a c t i o n a l&T e c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y&T r a d e毕业论文智能电池充电器的设计Design of intelligent charger电气与信息工程系所在系院:应用电子技术专业班级:学生学号:学生姓名:指导教师:2013年 3 月 18 日安徽工贸职业技术学院毕业设计(论文)任务书系(院)电气与信息工程系专业应用电子技术班级 2班学生姓名学号一、题目:智能电池充电器的设计二、内容与要求:1.智能充电器的设计所涉及的基本内容大概有:第一,有关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,充电器对充电过程的检测及其自动转换。
2.阐述了该充电器的充电方式、控制方法的设计以及整个电路的分析。
三、设计(论文)起止日期:任务下达日期:年月日完成日期:年月日指导教师签名:年月日四、教研室审查意见:教研室负责人签名:年月日安徽工贸职业技术学院毕业设计(论文)成绩评定专业、班级 10应电(2)班学生姓名完成日期题目:智能电池充电器的设计毕业设计(论文)共 29 页,其中:图 19 幅,表 2 个毕业设计(论文)指导小组评定意见:毕业论文成绩的评定:系(院)负责人签名:年月日智能电池充电器的设计摘要本文着重介绍了慢脉冲智能充电方法的应用,同时还介绍了关于慢脉冲快速充电方法的基本原理,其中本文主要以对电瓶的充电为例,利用慢脉冲快速充电的方法来提高充电速度。
在充电过程中主要选择用单片机控制,实现对过冲保护。
该系统具有自动化程度高、运行费用低、工作可靠性能强等优点。
由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠、使用寿命长,广泛作为汽车、飞机、轮船等机动车辆或发电机组的启动电源,也在各类需要不间断供电的电子设备和便携式仪器仪表中用作一些电器及控制回路的工作电源。
毕业设计(论文)-智能快速充电器设计[管理资料]
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智能快速充电器摘要:本文介绍了一种智能快速充电器的设计过程。
该充电器基于Motorola公司的MC68HC908SR12单片机为控制核心,将SR12特有的模拟电路模块、高精度A/D转换、I2C总线接口以及高速PWM等功能运用到充电控制中,详细讲述了其硬件和软件的设计过程,并从元器件筛选、PCB板绘制和软件设计等方面介绍了该充电器抑制和防电磁干扰的措施。
关键词:单片机A/D转换I2C总线传感器电磁干扰1、引言随着便携式设备不断小型化、轻量化和高性能化,作为其电源的二次电池的使用率日益提高。
我单位于1998年在对充电器市场调研后,设计开发了“ZXG-99型智能快速充电器”,1999年设计定型,同年投入生产,截止到2001年底,已经累计生产了5000多部,取得了一定的社会效益和经济效益。
今年又签定了几千部的生产合同,但是随着产量的逐年增加,以及二次电池市场的不断变化,该产品在设计中的不足越来越明显。
主要有以下几点:a.“ZXG-99型智能快速充电器”的中央微处理器选择的是OTP型单片机,不具有片上FLASH存储器,程序固化后不能更改,这在产品批量生产时十分不便,而且随着市场上二次电池的充电特性不断变化,设计人员要及时更改充电控制参数或开发新的充电算法,这样对已出厂的产品只能更换新的MCU,增加了生产成本;b.“ZXG-99型智能快速充电器”只能对镍镉电池(Nicd)和镍氢电池(NiMH)充电,没有涉及锂离子电池,主要原因是当时锂离子电池的普及率低,价格高。
但是锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比、无记忆效应、可多次重复充电、使用寿命长等优点,促进了便携式产品向更小更轻的方向发展,使得选用单节锂离子电池供电的产品越来越多,同时其价格也越来越低。
今后二次电池的主流将是锂离子电池,作为一个完整的产品应该将其纳入到设计中;c.该OTP型单片机的A/D采样值只有8位,在对电池进行-△V检测中精度不够,不能对充电过程实行更精确的控制。
毕业设计(论文)-智能型液晶显示充电器[管理资料]
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摘要随着社会的进步和科技的发展,便捷式移动设备与日俱增,而给便捷式移动设备提供动力的电池也不断更新发展,从曾经的镍镉电池到镍氢电池再到现在锂离子电池。
锂离子电池具有较高的能量重量和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命长等一系列的优点而被广泛应用,成为了现在的主流,同时价格也越来越低。
一个充电电池的重复使用需要一个充电器,一个良好的充电器可延长电池的使用寿命。
本论文以单片机STC89C52和充电芯片MAX1898为核心,加上液晶、稳定的电源、限压、限时和恒流等控制电路,构建一种智能型液晶显示充电器。
此充电器具有较高的测量精度,可很好的控制充电电流的大小,适时的调整,并可根据充电的状态判断充电的时间,及时终止充电,以避免电池的过充。
对基于单片机的充电器的智能部分的设计与实现的研究,是本论文研究的主要任务。
关键字:智能充电器;MAX1898;STC89C52;充电控制;液晶显示。
AbstractAlong with the progress of society and development of technology, portable mobile devices is growing, and the batteries that provide power for portable mobile devices are also constantly updating and developing from nickel-cadmium batteries to the nickel-metal hydride batteries until current lithium-ion batteries. Because of lithium-ion batteries have a series of advantages such as high energy weight and energy volume ratio, no memory effect, can be recharged more times, long life, they are widely used and being the mainstream now. At the same time, their prices are lower and lower. Repeatedly use of a rechargeable battery requires a charger, and a good charger can extends battery life. In this paper, making charging IC MAX1898 and SCM STC89C52 as the core, together with control circuit like liquid crystal, a stable power supply, threshold voltage, limited time and constant electric current, then build an intelligent LCD charger. This charger has a high precision. It can control the capacity of charge current, and adjust it when needed. Also it determine the time of charging according to the state of charging, and suspending charging in order to avoid overcharging when the capacity of the battery is full. The main work of this paper is the design and realization of intelligent part of the charger based on SCM .Keywords: intelligent charger; MAX1898; STC89C52;charge control;LCD.目录引言 (1)1 设计要求 (1)2 设计构思及理论 (1)锂离子充电原理 (2)3 方案选择 (2)4 原理方框图 (3)5 硬件电路实现 (4)电源电路设计 (4)振荡电路设计 (5)单片机整体电路设计 (6)LCD显示电路设计 (8)电压采样电路设计 (11)温度传感器18B20电路设计 (12)充电电路电源开关控制电路设计 (13)充电电路设计 (13)充电器总电路图及PCB图 (16)充电器总电路图 (16)充电器PCB图 (16)6 软件设计说明 (17)实现功能 (17) (19)数据定时更新程序设计 (19)定时器初始化程序设计 (20)LCD显示程序 (22)温度传感器18B20程序设计 (23)6 工程设计制作及调试分析 (27)PCB板的制作 (28)手工焊接 (28)硬件调试 (28)软件调试 (28)7 结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录 (31)引言锂离子电池具有较高的能量重量和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命长等一系列的优点而被广泛应用于心脏起搏器、电子手表、计算器、录音机、手机、笔记本、导弹点火系统、大炮发射设备、潜艇、鱼雷和飞机等设备上,成为了现在的主流。
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毕业设计说明书(论文) 题目:智能型充电器的电源和显示的设计目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第1章概述 (2)第一节绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 常见充电电池特性及其充电方式 (3)1.3主要芯片的选择 (5)1.4 液晶显示模块的选择 (7)第二节毕业设计任务和要求 (8)第2章硬件电路设计 (10)第一节液晶显示模块的两种访问方式接口电路 (10)第二节硬件电路主要芯片 (12)2.2.1 Atmega16L主要引脚说明 (12)2.2.2 Atmega16L的存储器 (13)2.2.3 Atmega16L的时钟电路 (14)2.2.4 Atmega16L的系统复位 (14)第三节 LCD液晶显示 (15)2.3.1 LCD的显示原理 (15)2.3.2 液晶显示控制驱动器 (17)2.3.3 液晶显示模块的特点 (18)第四节电源电路的设计 (20)第五节硬件电路设计 (21)第六节 PROTELL99的应用简介 (22)第3章软件设计 (23)3.1 用C语言开发单片机的优势 (23)3.2 液晶显示汉字或字符的原理 (24)3.3 LCD模块的指令说明 (25)3.4 液晶显示界面 (27)3.5 系统程序流程图 (27)第4章系统调试过程 (31)第一节系统调试软件介绍 (31)4.1.1 ICCAVR编译器简介 (31)4.1.2 ICCAVR的设置 (32)第二节调试过程 (35)第五章毕业设计总结 (40)第一节主要成果 (40)第二节经验总结和感谢 (40)参考文献 (41)附录1外文资料译文 (39)附录2外文资料原文 (42)附录3部分源代码 (45)附录4硬件原理图 (62)前言随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。
电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。
因此需要对充电过程进行更精确的监控,以缩短充电时间、达到最大的电池容量,并防止电池损坏。
AVR 已经在竞争中领先了一步,被证明是下一代充电器的完美控制芯片。
Atmel AVR 微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC的最高效的8 位RISC 微处理器。
由于程序存储器为Flash,因此可以不用象MASK ROM一样,有几个软件版本就库存几种型号。
Flash 可以在发货之前再进行编程,或是在PCB贴装之后再通过ISP 进行编程,从而允许在最后一分钟进行软件更新。
EEPROM 可用于保存标定系数和电池特性参数,如保存充电记录以提高实际使用的电池容量。
10位A/D 转换器可以提供足够的测量精度,使得充好后的容量更接近其最大容量。
而其他方案为了达到此目的,可能需要外部的ADC,不但占用PCB 空间,也提高了系统成本。
AVR 是目前唯一的针对像“C”这样的高级语言而设计的8 位微处理器。
C 代码似的设计很容易进行调整以适合当前和未来的电池,而本次智能型充电器显示程序的编写则就是用C语言写的。
第一章概述第一节绪论1.1.1课题背景如今,随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。
电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。
因此需要对充电过程进行更精确的监控,以缩短充电时间、达到最大的电池容量,并防止电池损坏。
与此同时,对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。
从20世纪60年代的商用镍镉和密封铅酸电池到近几年的镍氢和锂离子技术,可充电电池容量和性能得到了飞速的发展。
目前各种电器使用的充电电池主要有镍镉电池(NiCd)、镍氢电池(NiMH)、锂电池(Li-Ion)和密封铅酸电池(SLA)四种类型。
电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。
由于使用的化学物质的不同,电池有自己的特性。
设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电。
目前,市场上卖得最多的是旅行充电器,但是严格从充电电路上分析,只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器,随着越来越多的手持式电器的出现,对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。
电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电,因此,需要对充电过程进行更精确地监控(例如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控),以缩短充电时间,达到最大的电池容量,并防止电池损坏。
因此,智能型充电电路通常包括了恒流/恒压控制环路、电池电压监测电路、电池温度检测电路、外部显示电路(LED或LCD显示)等基本单元。
其框图如下:图1-1 智能充电器基本框图Atmel AVR 微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC 的最高效的8 位RISC 微处理器。
由于程序存储器为Flash,因此可以不用象MASK ROM 一样,有几个软件版本就库存几种型号。
Flash 可以在发货之前再进行编程,或是在PCB贴装之后再通过ISP 进行编程,从而允许在最后一分钟进行软件更新。
EEPROM 可用于保存标定系数和电池特性参数,如保存充电记录以提高实际使用的电池容量。
10位A/D 转换器可以提供足够的测量精度,使得充好后的容量更接近其最大容量。
而其他方案为了达到此目的,可能需要外部的ADC,不但占用PCB 空间,也提高了系统成本。
AVR 是目前唯一的针对象“C”这样的高级语言而设计的8 位微处理器。
1.1.2常见充电电池特性及其充电方式电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的,由于使用的化学物质的不同,电池的特性也不同,其充电的方式也不大一样。
电池的安全充电现代的快速充电器( 即电池可以在小于3 个小时的时间里充满电,通常是一个小时) 需要能够对单元电压、充电电流和电池温度进行精确地测量,在充满电的同时避免由于过充电造成的损坏。
充电方法SLA 电池和锂电池的充电方法为恒定电压法要限流; NiCd 电池和NiMH 电池的充电方法为恒定电流法,且具有几个不同的停止充电的判断方法。
最大充电电流最大充电电流与电池容量(C) 有关。
最大充电电流往往以电池容量的数值来表示。
例如,电池的容量为750 mAh,充电电流为750 mA,则充电电流为1C (1 倍的电池容量)。
若涓流充电时电流为C/40,则充电电流即为电池容量除以40。
过热电池充电是将电能传输到电池的过程。
能量以化学反应的方式保存了下来。
但不是所有的电能都转化为了电池中的化学能。
一些电能转化成了热能,对电池起了加热的作用。
当电池充满后,若继续充电,则所有的电能都将转化为电池的热能。
在快速充电时这将使电池快速升温,若不及时停止充电就会造成电池的损坏。
因此,在设计电池充电器时,对温度进行监控并及时停止充电是非常重要的。
现代消费类电器主要使用如下四种电池:• 密封铅酸电池 (SLA)• 镍镉电池 (NiCd)• 镍氢电池(NiMH)• 锂电池(Li-Ion)在正确选择电池和充电算法时需要了解这些电池的背景知识。
密封铅酸电池(SLA) 密封铅酸电池主要用于成本比空间和重量更重要的场合,如UPS和报警系统的备份电池。
SLA 电池以恒定电压进行充电,辅以电流限制以避免在充电过程的初期电池过热。
只要电池单元电压不超过生产商的规定( 典型值为2.2V),SLA 电池可以无限制地充电。
镍镉电池(NiCd) NiCd 电池目前使用得很普遍。
它的优点是相对便宜,易于使用;缺点是自放电率比较高。
典型的NiCd 电池可以充电1000 次。
失效机理主要是极性反转。
在电池包里第一个被完全放电的单元会发生反转。
为了防止损坏电池包,需要不间断地监控电压。
一旦单元电压下降到1.0V 就必须停机。
NiCd 电池以恒定电流的方式进行充电。
镍氢电池(NiMH) 在轻重量的手持设备中如手机、手持摄象机,等等镍氢电池是使用最广的。
这种电池的容量比NiCd 的大。
由于过充电会造成NiMH 电池的失效,在充电过程中进行精确地测量以在合适的时间停止是非常重要的。
和NiCd 电池一样,极性反转时电池也会损坏。
NiMH 电池的自放电率大概为20%/ 月。
和NiCd 电池一样,NiMH 电池也为恒定电流充电。
锂电池 (Li-Ion) 和本文中所述的其他电池相比,锂电池具有最高的能量/ 重量比和能量/ 体积比。
锂电池以恒定电压进行充电,同时要有电流限制以避免在充电过程的初期电池过热。
当充电电流下降到生产商设定的最小电流时就要停止充电。
过充电将造成电池损坏,甚至爆炸。
1.1.3 主要芯片的选择ATMEL公司是世界上有名的生产高性能、低功耗、非易失性存储器和各种数字模拟IC芯片的半导体制造公司。
在单片机微控制器方面,ATMEL公司有AT89, AT90和ARM 三个系列单片机的产品。
由于8051本身结构的先天性不足和近年来各种采用新型结构和新技术的单片机的不断涌现,现在的单片机市场是百花齐放。
ATMEL在这种强大市场压力下,发挥Flash存储器的技术特长,于1997年研发并推出了个新配置的、采用精简指令集RISC(Reduced Instruction Set CPU)结构的新型单片机,简称AVR单片机。
精简指令集RISC结构是20世纪90年代开发出来的,综合了半导体案成技术和软例-性能的新结构。
AVR单片机采用RISC结构,具有1MIPS/ MHz的高速运行处理能力。
为了缩短产品进入市场的时间,简化系统的维护和支持,对于由单片机组成的嵌入式系统来说,用高级语言编程已成为一种标准编程方法。
AVR结构单片机的开发日的就在于能够更好地采用高级语言(例如C语言、BASIC语言)来编写嵌入式系统的系统程序,从而能高效地开发出目标代码。
为了对目标代码大小、性能及功耗进行优化,AYR单片机的结构中采用了大型快速存取寄存器组和快速的单周期指令系统。
AVR单片机运用Harvard结构,在前一条指令执行的时候就取出现行的指令,然后以一个周期执行指令。
在其他的CISC以及类似的RISC结构的单片机中,外部振荡器的时钟被分频降低到传统的内部指令执行周期,这种分频最大达12倍(8051)。
AVR单片机是用一个时钟周期执行一条指令的,它是在8位单片机中第一个真正的RISC结构的单片机。
由于AVR单片机采用了Harvard结构,所以它的程序存储器和数据存储器是分开组织和寻址的。
寻址空间分别为可直接访问8M字节的程序存储器和8M字节的数据存储器。
同时,由32个通用工作寄存器所构成的寄存器组被双向映射,因此,可以采用读写寄存器和读写片内快速SRAM存储器两种方式来访问32个通用工作寄存器。
A VR主要有单片机有ATtiny、AT90和ATmega三种系列,其结构和基本原理都相类似。