智能铅酸蓄电池充电器的设计与实现
智能铅酸蓄电池充电器的设计与实现
关键字：蓄电池充电过程大电流充电
引言
20世纪60年代末期，美国科学家马斯对蓄电池充电过程的析气问题做了大量的研究工作，提出了以最低析气率为前提的蓄电池可接受的充电电流曲线，如图1所示。其充电电流轨迹近似为一条呈指数规律下降的曲线。基于铅酸蓄电池的特性以及图1的充电曲线，本文采用了三阶段充电模式：预充、直充和浮充。通过检测蓄电池的电压，进入不同的充电阶段。
预充电：对于长期不用的电池、新电池或在充电初期已经处于深度放电的蓄电池，刚开始就采用大电流直接充电会突然增加蓄电池的析气量，缩短蓄电池的寿命。因此，必须先用小电流对蓄电池充电，当蓄电池电压上升到能接受大电流充电时再进行大电流直接充电。
直充电：此阶段充电器以恒定电压对蓄电池进行充电。充电开始时电流很大，随着电池端电压上升，充电电流按指数规律下降。因此电池的析气量小，耗水少，有利于延长电池使用寿命，不过充入电量约在90%左右，不能有效地给电池充足电。
浮充电：也叫涓流充电，主要作用是补充蓄电池自放电所消耗的能量，使电池能接近100%容量。充电电压仅略高于蓄电池组的断路电压且维持恒定，充电电流很小，并逐渐减小到0。
方案设计
总体设计
如图2所示，系统主要硬件电路包括辅助电源、开关电源和MXT8051单片机控制部分。其中，辅助电源给单片机和运算放大器提供工作电压，由线性变压器、整流滤波和DC/DC转换电路等组成;开关电源输出充电电压和电流，由高频磁芯单端反激式变压器、整流滤波和DC/DC转换电路等组成;MXT8051单片机控制部分负责控制充电电压电流，检测电压电流并通过LCD和发光二极管实时显示充电信息，并驱动蜂鸣器报警和风扇转动，由充电电压电流控制、电压电流检测、充电阶段指示、液晶显示、蜂鸣器和风扇控
制电路组成。
如图3所示，系统软件主要包括电压电流控制、电压电流检测、液晶显示、风扇和蜂鸣器控制模块。通过设置寄存器，控制MXT8051内建的10位PWM，产生不同占空比的PWM波，经放大、滤波后通过TL431及光耦隔离接至UC3842的反馈端，产生PWM波，以驱动功率MOSFET管，从而控制开关电源输出;由MXT8051提供的10位ADC对充电电压和负载电流进行检测;通过LCD显示充电电压和电流的采集值，以及电池型号、充电模式、充电时间等信息;由MXT8051的PWM控制风扇和蜂鸣器，实现散热和报警;由
GPIO口控制充电阶段指示灯(发光二极管);通过UART连接上位机进行调试、诊断。
详细设计说明
辅助电源：由工频变压器、整流元件、滤波元件和三端稳压集成电路L7812组成，为单片机供电部分和运算放大器提供工作电压。采用这种为单片机单独供电的方式，可避免负载(蓄电池)电压波动对单片机供电部分的影响，增强系统的抗干扰能力，提高可靠性。
开关电源：以电流控制型脉宽调制器UC3842为核心，由三端可调分流基准源TL431和光耦EL817构成反馈回路，实现稳定的电压输出。电路因为采用了光电耦合器，实现了输出和输入、弱电和强电的隔离，减少了电磁干扰，增强了抗干扰能力，而且是对输出电压采样，具有很好的稳压性能。
需要注意的是，使用TL431和EL817时，必须注意外围参数的设计。对于TL431，要保证TL431工作的必要条件，即通过阴极的电流要大于1mA;对于EL817，要使其工作在比较宽的线性带内，否则电路对运行参数的敏感度太强，不利于电路的稳定工作。
MXT8051单片机控制部分。主要由单片机最小系统、充电电压电流控制、电压电流检测、液晶显示、风扇和蜂鸣器控制部分组成。
1. 单片机最小系统。以MXT8051为核心，配合3.3V系统电源、
2.5V数字核电压、11.0592MHz系统时钟晶振以及32.768kHz RTC晶振构建最小系统。
2. 充电电压、电流控制。根据开关电源部分的实现原理，通过改变TL431参考端的电压可获得不同的电压输出，从而获得不同的充电电压。充电电流的控制也是通过控制充电电压来实现的。程序中，通过控制单片机内建的PWM0输出PWM波的占空比，即可控制充电电压和电流。
根据铅酸蓄电池三段式充电原理，每个阶段对应一种充电电压。对48V型号的蓄电池而言，预充、直充和浮充阶段的充电电压分别设定为47.5V、57.5V和54.5V。分别计算三种电压对应的PWM0H和PWM0L 寄存器的值，存入数组中，作为三种充电电压的设定值。程序中，根据不同的充电阶段调用相应的设定值写入PWM*H和PWM*L寄存器，实现对充电电压和电流的控制。程序流程如图4所示。
3. 风扇、蜂鸣器控制。单片机输出脉宽调制信号控制三极管的导通与关断，实现风扇和蜂鸣器的开关控制;同时，通过调整PWM波的占空比可以控制三极管集电极电流，从而实现对风扇风速和蜂鸣器鸣声大小的控制。蜂鸣器控制采用PWM1，风扇控制采用PWM2。
4. 充电电压、电流检测。MXT8051内嵌一个五通道的10位逐次逼近型ADC，电压采样信号送入AIN0通道，电流采样信号送入AIN1通道。电压采样信号由开关电源电压输出经分压电阻获得，经AD转换后由程序换算处理得到充电电压;电流采样信号由与电池组串接的水泥电阻获得，AD转换后经过程序换算处理得到充电电流。
5. 液晶显示。MXT8051内嵌36×4 LCD DRIVER，可直接驱动液晶屏，因此只需将单片机的SEGMENT 和COMMON引脚与LCD的相应管脚连接即可。本设计采用36×4段式LCD。程序中，通过设置LCD控制寄存器LCDCON来设定内部分压电阻的阻值和刷新频率;由LCD数据寄存器LCDDATA17~0来控制要显示的数据。
6. 计时。主要功能是在充电器开始工作时启动计时，为用户判断充满剩余时间提供参考。最大计时时间为9小时59分59秒。程序实现主要由启动定时器T0、重载计数初值和软件计数变量控制三部分组成。
7. 看门狗监控。主要功能是防止程序跑飞导致系统死机，发生不可预料的后果。由看门狗初始化和喂狗程序组成。初始化程序负责选择看门狗定时器时钟，设置定时时间;喂狗程序负责向看门狗定时器重载数据。
系统测试
系统测试主要是对输出电压准确度和稳定性以及电压电流检测精度的测试。经过反复多次测试，系统输出电压稳定可靠，电压检测能完全跟踪实际电压，误差很小。测试结果如表1所示。
结语
本设计基于北京时代民芯科技有限公司的MXT8051单片机构建，以开关电源和充电管理控制核心为主体，外围电路简单，电源调整率好、频率特性好、稳定幅度大，具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能，能有效避免铅酸电池的硫化问题，大大延长蓄电池使用寿命。
铅酸蓄电池充电器的设计与实现
// 铅酸蓄电池的制造成本低、容量大、价格低廉，使用十分广泛。由于其固有的特性，若使用不当，寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。因此，设计一种全新的智能型铅酸蓄电池充电器是十分必要的。 1常规充电方式 铅酸蓄电池的常规充电方式有两种:浮充(又称恒压充电)和循环充电。 浮充时要严格掌握充电电压，如额定电压为12V的蓄电池，其充电电压应在13.5～13.8V 之间。浮充电压过低，蓄电池会充不满，过高则会造成过量充电。电压的调定，应以初期充电电流不超过0.3C(C为蓄电池的额定容量)为原则。 循环充电，其初期充电电流也不宜超过0.3C，充电的安培小时数要略大于放电安培小时数。也可先以0.1C的充电速率恒流充电数小时，当充电安培小时数达到放电安培小时数的90%时，再改用浮充电压充电，直至充满。 以上为目前常用的铅酸蓄电池充电方式，但这两种方式存在着一些不足之处。在充电过程中，电池电压逐渐增高，充电电流逐渐降低。由于恒压充电不管电池电压的实际状态，充电电压总是恒定的，充电电流刚开始比较大，然后按指数规律下降;采用快速充电可能使蓄电池过量充电，易导致电池损坏。对于循环充电而言，采用较小电流充电，充电效果较好。但对于大容量的蓄电池，充电时间就会拖得很长，时效低，造成诸多不便。 2智能型充电器的充电过程分析 通过对上述两种充电方式的分析比较，综合其优点设计出具有快充和慢充的智能型铅酸蓄电池充电器。该充电器采用单片机控制，充电过程分为快充、慢充及涓流充三个阶段，充电效果更佳。图1所示为该充电器的充电电流、电压曲线。 从图1可以看出:在快充阶段(0～t1)，充电器以恒定电流1C对蓄电池充电，由单片机控制快充时间，避免过量充电;在慢充阶段(t1～t2)，单片机输出PWM控制信号，控制斩波开关通断，以恒定电压对蓄电池进行充电，此时充电电流按指数规律下降，当电池电压上升到规定值时，结束慢充，进入涓流充阶段;在涓流充阶段(t2～t3)，单片机输出的PWM控制信号，使充电器以约0.09C的充电电流对蓄电池充电，在这种状态下，可长时间对蓄电池充电，从而能最大限度地延长蓄电池寿命。 3智能型充电器的工作原理 根据上述分析而设计的智能型铅酸蓄电池充电器，主要由开关稳压电源、斩波开关、控制器和辅助电源等四个部分组成，并具有过流保护、过压保护和超温保护功能。图2为充电器原理框图，图3为充电器电路原理图。 3.1开关稳压电源
铅酸蓄电池室设计要点
铅酸蓄电池室设计要点随着互联网应用的飞速发展，也推动了大型数据中心或各类计算机机房建设的步伐。为保障数据中心和机房IT设备的正常运行，不间断电源（UPS）系统的配置必不可少。目前，在所有计算机机房和数据中心，给不间断电源系统提供后备电能的主要依靠免维护铅酸蓄电池。因此，在市电出现异常后，UPS的后备蓄电池正常提供电能就成为数据中心或计算机机房能否安全运行的关键。 目前，数据中心或中大型计算机机房在规划建设时为保证蓄电池正常工作和维护，均设计有单独的电池室为蓄电池安全运行提供保障。由于铅酸蓄电池是高污染和危险产品，因此国家对它的使用环境及电池室的建设有严格的要求，在设计和施工时要注意以下几个方面。 电池室的承重： 机房常用12V100AH的铅酸蓄电池，每节在30公斤左右，中大型机房或数据中心电池数量的配置一般在200节以上，按摆放4层放置40节设计，每平方约1200KG。这个重量是普通建筑（每平方300~500公斤）无法承受的。故《计算机机房设计标准GB50174》要求电池室承重电池室活载荷不低于16KN/米2，约每平方1632KG。因此，电池房一般选择放在地面或楼板经过特殊加固的房间。 电池室的环境： 1、温度：铅酸蓄电池内部为化学物质，环境温度过低时，化学反应速度放缓，电池容量会比额定容量降低。环境温度过高时，化学反应速度加快，会加速电池老化，减少电池使用寿命。《通信用阀控式铅酸蓄电池质量标准YD/T799-2010》质量要求电池使用温度20~30℃，《计算机机房设计标准GB50174-2008》要求电池室温度15~25℃。故建议电池室安装空调，温度设定在20~25℃。 2、通风：铅酸蓄电池在过充电后会产生腐蚀性气体和易燃气体，因此必须安装通风换气装置。《暖通与通风设计规范GB50019》要求电池房应该单独设置排风系统。通风装置应采用防爆式电动机。排风口上沿距屋顶距离不大于10CM.。《通用用电设备配电设计规范GB50055-2011》规定通风换气量不小于每小时8次。 3、装修：房间材料为不燃材料，四壁和顶棚要平整、光滑、不起尘，有很好的气密性。地面下不易通过无关的沟道或管线。 电池室配电、照明： 《建筑照明设计标准GB50034-2013》要求电池房的照度值不低于200lx，《通用用电设备配电设计规范GB50055-2011》要求灯具使用防爆型灯具。开关、熔断器、插座等应装在蓄电池室的外面。 电池室的消防： 铅酸蓄电池在过充电或短路后会发生自燃，因此要配备消防灭火设备。《建筑设计防火规范 GB50016-2014》和《计算机机房设计标准GB50174》要求电池室应安装自动灭火系统，灭火剂宜采用洁净气体。《暖通与通风设计规范GB50019》事故排烟机的风量设计，不小于每小时12次。 电池室的安防： 《计算机机房设计标准GB50174》要求电池室安装动力环境监控系统和漏水报警系统对蓄电池运行情况和水患进行监测，中大型机房的电池室安装门禁系统和视频监控系统。 西安东升科技
基于单片机的电动车智能充电器的设计
前言 (4) 第一章充电器原理 (5) 1.1 蓄电池与充电技术 (5) 1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 (5) 1.3 充电器充电原理 (6) 1.3.1 蓄电池充电理论基础 (6) 1.3.2 充电器的工作原理 (8) 第二章总体设计方案 (10) 2.1 系统设计 (10) 2.2 方案策略 (10) 第三章硬件电路设计 (12) 3.1 电路总体设计 (12) 3.2 芯片介绍 (12) 3.2.1 LM358双运放 (12) 3.2.2 UC3842单管开关电源 (13) 3.2.3 EL817光耦合器 (14) 3.2.4 场效应管K1358 (15) 3.3 电动车充电器原理及各元件作用的概述 (16) 3.3.1 充电器原理图 (16) 图3.5 充电器原理图 (16) 3.3.2 各元器件作用概述 (16) 3.4 功能模块电路设计 (17) 3.4.1 第一路通电开始 (17) 3.4.2 第二路UC3842电路 (17) 3.4.3 第三路LM358（双运算放大器）电路 (18) 3.5 电动车充电器改进方案 (21) 3.5.1 增加充满电发声提示电路 (21) 3.5.2 加散热风扇 (22) 第四章总结与展望 (23)
致谢 (25)
电动车智能充电器设计及应用 中文摘要： 本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理，从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发，研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。针对蓄电池充电过程中出现的种种问题，分析现有各种充电方法存在的问题，提出一种可对铅酸蓄电池实现四段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。控制开关电源的脉冲频率和占空比，从而调节充电电流和电压，实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。这个方案不仅可实现快速充电，同时可以减少析气，消除硫化，进行均衡充电，从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。 关键词：慢脉冲充电；蓄电池；充电器； Abstract: The design describes the charger to the battery charger of the general principles, from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study a variety of charging methods for lead-acid battery life implications. For battery charging problems arising in the process, analysis of existing problems in a variety of charging methods, proposed a lead-acid batteries could achieve the Four-slow pulse charge of the intelligent charger design. Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle, thus regulating charge current and voltage to achieve the classification of the battery charge with slow pulse. This program not only for fast charging, while reducing analysis of gas, to eliminate sulfide, a balanced charge, thus greatly extending the service life of lead-acid batteries. Key words: slow pulse charge; batteries; charger;
智能型充电器的电源和显示的设计论文
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：
铅酸电池储能系统方案设计(有集装箱)
技术方案 2014年1月
目录 目录 (2) 1 需求分析 (3) 2 集装箱方案设计 (3) 2.1 集装箱基本介绍 (3) 2.2 集装箱的接口特性 (5) 2.3 系统详细设计方案 (6) 2.4 集装箱温控方案 (14) 3 电池组串成组方案 (15) 3.1 电池组串内部及组间连接方案 (17) 3.2 系统拓扑图 (19) 4 蓄电池管理系统(BMS) (19) 4.1 BMS系统整体构架 (19) 4.2 BMS系统主要设备介绍 (21) 4.3 BMS系统保护方式 (23) 4.4 BMS系统通信方案 (24)
1需求分析 集装箱式铅酸蓄电池成套设备供货范围包括铅酸蓄电池、附属设备、标准40尺集装箱、备品备件、专用工具和安装附件等。 每个标准40尺集装箱含管式胶体（DOD80 1200次以上）或富液式（DOD80 1400次以上）免维护铅酸蓄电池、电池架及附件、电池管理系统（含外电路）、电池直流汇流设备、设备间的连接电缆及电缆附件（包括铜鼻、螺栓、螺母、弹垫、平垫等）、动力及控制信号接口等。 根据标书要求，综合铅酸电池特性，对于储能系统进行如下设计： 每3个标准40尺集装箱承载2MWh，每个集装箱由336只2V1000Ah管式胶体铅酸电池串联而成，电压672V，电池串容量672kWh。每3个集装箱并联到一台500kWh 储能双向变流器。三个电池堆的总容量可达2MWh，故本方案中三个集装箱为一单元，每个单元配置一套BMS电池管理系统,可监控每颗单体电池工作情况。集装箱中另含烟感探头、消防灭火器、加热器、摄像头、温湿度监测等设备，以保证铅酸电池安全稳定的工作环境，实现远程监控。 2集装箱方案设计 2.1集装箱基本介绍 根据项目要求，同时考虑电池堆的成组方式、集装箱内辅助系统的设计、安装以及日常巡视和检修等各方面，选用40英尺标准集装箱。外部尺寸： 12192*2438*2591mm 。 本项目共需要42个40英尺标准集装箱。集装箱设计静态承重60t，最大 起吊承重45t。 集装箱的主要任务是将铅酸电池、通讯监控等设备有机的集成到1个标准的
智能充电器设计参考资料APPlication note
8-bit Microcontrollers Application Note Rev. 8080A-AVR-09/07 AVR458: Charging Lithium-Ion Batteries with ATAVRBC100 Features ? Fully Functional Design for Charging Lithium-Ion Batteries ? High Accuracy Measurement with 10-bit A/D Converter ? Modular “C” Source Code ? Easily Adjustable Battery and Charge Parameters ? Serial Interface for Communication with External Master ? One-wire Interface for Communication with Battery EEPROM ? Analogue Inputs for Reading Battery ID and Temperature ? Internal Temperature Sensor for Enhanced Thermal Management ? On-chip EEPROM for Storage of Battery and Run-Time Parameters 1 Introduction This application note is based on the ATAVRBC100 Battery Charger reference design (BC100) and focuses on how to use the reference design to charge Lithium-Ion (Li-Ion) batteries. The firmware is written entirely in C language (using IAR ? Systems Embedded Workbench) and is easy to port to other AVR ? microcontrollers. This application is based on the ATtiny861 microcontroller but it is possible to migrate the design to other AVR microcontrollers, such as pin-compatible devices ATtiny261 and ATtiny461. Low pin count devices such as ATtiny25/45/85 can also be used, but with reduced functionality.
手机充电器设计报告
手机充电器设计报告 题目：手机充电器设计 指导老师：翟永前 专业班级：电子信心工程专业12级 组别：第六组 组长：曹广振 团队成员：王沛、索彬、赵小芳、曹广振
院系名称：通信信号学院 智能充电器的设计 【摘要】 随着手机在世界范围内的普及，手机电池充电器的使用越来越广泛。充电器种类繁多，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。 该设计利用51单片机的处理控制能力实现充电器的智能化，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。该设计包括了六个功能模块： ·单片机模块：实现充电器的智能控制，如自动断电，充电完成报警提示。·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。·光耦模块：控制通电和断电，在电池充满电后及时关断充电电源。 ·充电电压提供模块：将一般家用交流电压经过变压器、电压转换芯片等转换为5V直流电压。 ·电压测试模块：利用AD转换把充电电池两端的电压通过数码管显示出来。·C51程序：单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化，并根据充电状态给出有关的指示。 【关键字】 单片机、电压转换、MAX1898、智能、充电器
【目录】 一、设计综述 (4) 二、基本方案 (4) 三、软硬件设计 (5) 四、软硬件仿真 (13) 五、测试 (13) 六、设计体会 (14)
一、设计综述 手机电池的使用寿命和单次使用时间预充电过程密切相关，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。锂电池对于充电器的要求也比较苛刻，需要保护电路，为了有效利用电池容量，须将锂电池充点值最大电压，但是过压充电会导致电池损坏，这就要求较高的充电精度。 而大部分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，这样就使充电时间增长了。 一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对锂电池起到一定的维护作用，修复由于记忆造成的记忆效应，即电池容量下降现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电芯片配合单片机控制的方法。专用的充电芯片可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确的结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，以缩短充电时间，同时能够维护电池，延长电池使用寿命。 另外，比起一般充电器，智能充电器还增加了充电电压的显示，让我们能直观的看到电池的由预充、快充、满充充电阶段，从而加强对电池的维护。 二、基本方案 （一）方案分析 该设计采用逐个功能模块分析再组合的方法来实现方案。1、单片机模块 智能的实现利用单片机控制,经过分析，单片机芯片可以选择Atmel公司的AT89C52，来控制充满电时蜂鸣器报警声，以及通过中断控制光耦器件通电和断电。 2、充电过程控制模块
锂离子电池智能充电器硬件方案
锂离子电池智能充电器硬件方案
锂离子电池智能充电器硬件的设计 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，价格也越来越低。一个良好的充电器可使电池具有较长的寿命。利用C8051F310单片机设计的智能充电器，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。 本文讨论使用C8051F310器件设计锂离子电池充电器的。利用PWM脉宽调制产生可用软件控制的充电电源，以适应不同阶段的充电电流的要求。温度传感器对电池温度进行监测，并经过AD转换和相关计算检测电池充电电压和电流，以判断电池到达哪个阶段。使电池具有更长的使用寿命，更有效的充电方法。 设计过程 1 充电原理 电池的特性唯一地决定其安全性能和充电的效率。电池的最佳充电方法是由电池的化学成分决定的<锂离子、镍氢、镍镉还是SLA电池等）。尽管如此，大多数充电方案都包含下面的三个阶
段： ● 低电流调节阶段 ● 恒流阶段 ● 恒压阶段/充电终止 所有电池都是经过向自身传输电能的方法进行充电的，一节电池的最大充电电流取决于电池的额定容量
智能充电器使用说明书
WM-S2425C系列智能型充电器使用说明书 一：功能简介 WM-2460C 系列充电器是目前一款比较先进的智能型蓄电池充电器，它一改传统充电器的充电模式。自行研发的蓄电池充电管理功能，具有优化的充放电曲线。充电时、只要接好蓄电池和充电器插件，开通电源，本机可自动检测待充蓄电池现存电量和环境温度，根据待充蓄电池不同的放电量和实时的环境温度进行充电，蓄电池充足后自动关闭充电系统。 二：应用范围 本系列充电器广泛应用于剪叉式升降平台、电瓶车、电动叉车、电动汽车、电动摩托车、电动洗地车、电动船、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车、电动牵引车、电动残疾车、电动代步车、电动医疗设备、电动搬运车等各类电动车的铅酸免维护蓄电池、铅酸加水蓄电池、铅酸胶体蓄电池循环充电。 三：技术参数 1 ；输入电压AC185V-265V 47Hz-~63Hz 2: 最大功耗0.75KW 3: 输出电压出厂时内部软件设定（28.8V在线式） 4 输出电流25A ； 5: 充电时间蓄电池放电80%时，全程充电6-11小时 6 体积344 X177 X81(L X W XH) ；
7: 重量 3.6Kg 8: EMC EMI LVD符合欧洲CE标准 9:环境温度-40 C to +55 C 10:湿度< 95% 11:安全等级1(IEC364-4-41) 12 :防护等级IP65 1、使用和安装充电器之前请仔细阅读说明书。 2、机内有相当于电网量的同等电压，非专业人员不得带电拆机 3、充电电器应该安装在一个干燥、清洁的环境中，以防潮湿和尘污； 4、充电器只能与相对应容量的电池充电，否则会产生危险或重大事故
铅酸蓄电池设计..
铅酸蓄电池设计---方法一 铅酸蓄电池设计 本文以用于电动自行车能源的铅酸蓄电池设计为例，介绍有关设计中的计算和步骤，虽然针对铅酸电池系列，但其中的某些原则和方法，对其它系列的电池设计也有一定的参考价值。 设计要求： 电池用途和要求：电动自行车能源，行程50公里，时速20公里。 工作电压：24V 工作电流：9A 循环寿命：250个周期 电池组外形尺寸：233×133×204 单腔内格尺寸：60×33×178 设计： 一、确定单体电池数目： 单体电池数目= 工作电压/单体电池额定电压= 24/2 = 12（只） 另外根据给定的外形尺寸和内腔尺寸，确定电池组应由12个单元格组成双排结构。 二、单体电池的设计与计算： 1.电池容量的确定：提高电性能的途径就是改善限制电极的性能因素，而降低成本则是降低非限制电极因素的用量！
(1)额定容量：根据给定条件，电池额定容量为： 工作电流×（行程/时速）= 9A×（50km/20kmH-1）=22.5AH≒23AH (2)设计容量：1.1×额定容量=1.1×23=25.3（AH） 2.单体电池极板尺寸与数目的确定： 1)根据给定的内腔尺寸，确定极板尺寸为： 正极板（板栅）：164×58×2.0；负极板（板栅）：164×58×1.4值得注意的是极板的厚度设计。由于极板厚度直接影响着活物质的利用率。极板放电产物PbSO4的比容较大，随着放电过程的加深，极板孔率下降，使H2SO4的扩散发生困难，因而极板越厚，活物质的利用率就越低，所以在选择极板厚度时应全面考虑用户提出的性能要求和使用条件。首先应保证电池的性能指标，这样可能会影响到一些次要的性能指标，如对电池主要要求大功率，低温起动，则设计极板应薄些，然而相应地电池寿命可能就会降低。反之，如对电池主要须耐较强冲击振动和较长的寿命，则就要设计极板厚些。另外，负极板厚度至少为正极板的70～80％以上才适宜。 (2)单片正极板容量：据阿仑特(Arend t)经验公式：C=L×H×0.154 式中：C:单片容量；L:极板宽度（cm）; H:极板高度（cm）D:极板厚度（cm）
毕业设计_基于MAX1898的智能充电器设计
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。锂电池对于充电器的要求比较苛刻，需要保护电路。为了有效利用电池容量，需将锂电池充电至最大电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精度。另外，对于电压过低的电池需要进行预充，充电器最好带有热保护和时间保护，为电池提供附加保护。 一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当造成的记忆效应，即容量下降（电池活性衰退）现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电控制芯片配合单片机控制的方法。专用的充电芯片具备业界公认较好的－△V 检测，可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确地结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，例如，在充电后增加及时关断电源、蜂鸣报警和液晶显示等功能。充电器的智能化可以缩短充电的时间，同时能够维护电池，延长电池使用寿命。 2.2 如何选择电池充电芯片 目前市场上存在大量的电池充电芯片，它们可直接用于进行充电器的设计。在选择具体的电池充电芯片时，需要参考以下标准。 ●电池类型：不同的电池（锂电池、镍氢电池、镍镉电池等）需选择不同的充电芯片。 ●电池数目：可充电池的数目。 ●电流值：充电电流的大小决定了充电时间。 ●充电方式：是快充、慢充还是可控充电过程。 本例要实现的是手机的单节锂离子电池充电器，要求充电快速且具有优良的电池保护能力，据此选择Maxim公司的MAX1898作为电池充电芯片。
智能充电器设计
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
Abstract Along 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
开关型铅酸蓄电池智能充电器方案
开关型铅酸蓄电池智能充电器方案设计了一种基于UC3906与UC3823的免维护铅酸蓄电池开关型双电平智能充电器，这种充电器可保证蓄电池在很宽的温度范围内精确充电，延长蓄电池的使用寿命; 可以消除充电过程中的极化现象，提高充电效率。 1 UC3906的结构及工作原理。 UC3906内部框图如图1所示，该芯片内含有独立的电压控制电路和限流放大器，它可以控制芯片内的驱动器，驱动器提供的输出电流达25 mA, 可直接驱动外部串联的调整管，从而调整充电器的输出电压与电流。电压和电流检测比较器检测蓄电池的充电状态，并控制状态逻辑电路的输入信号。
图1 UC3906内部结构框图 当蓄电池电压或电流过低时，充电起动比较器控制充电器进入涓流充电状态，当驱动器截止时，该比较器还能输出25 mA涓流充电电流。这样，当蓄电池短路或反接时，充电器只能以小电流充电，避免了因充电电流过大而损坏蓄电池。 蓄电池的电压与环境温度有关，温度每升高1 ℃，蓄电池单格电压下降4 mV, 也就是说蓄电池的浮充电压有负的温度系数- 4 mV/℃。普通充电器如果在25 ℃处于最佳工作状态，在环境温度为
0 ℃就会充电不足，而在温度为45 ℃时可能因严重过充电而缩短蓄电池的使用寿命。而UC3906的最重要的特性是具有精确的基准电压，其基准电压的大小随环境温度而变化，且变化规律与铅酸蓄电池的温度特性一致。同时芯片只需1.7 mA的输入电流就可工作，这样可以尽量减小芯片的功耗，实现对环境温度的准确检测。在 0~70 ℃温度范围内可以保证蓄电池既充足电又不会出现过充电现象，完全满足蓄电池充电需要。 UC3906可构成双电平浮充充电器，充电过程分为3个充电状态，如图2所示：大电流恒流充电状态，高电压过充电状态和低电压恒压浮充状态。 图2 双电平浮充充电状态曲线 充电过程从大电流恒流充电状态开始，在这种状态下充电器输出恒定的充电电流Imax, 同时充电器连续监控蓄电池组的两端电压，当蓄电池的电压达到转换电压U12时，其电量已恢复到放电容量的
铅酸蓄电池设计..
铅酸蓄电池设计方法 铅酸蓄电池设计 本文以用于电动自行车能源的铅酸蓄电池设计为例，介绍有关设计中的计算和步骤，虽然针对铅酸电池系列，但其中的某些原则和方法，对其它系列的电池设计也有一定的参考价值。 设计要求: 电池用途和要求: 电动自行车能源, 行程50公里，时速20公里。 工作电压：24V 工作电流：9A 循环寿命：250个周期 电池组外形尺寸: 233X133X204 单腔内格尺寸：60X33X178 设计: 、确定单体电池数目: 单体电池数目二工作电压/单体电池额定电压二24/2 = 12 （只） 另外根据给定的外形尺寸和内腔尺寸，确定电池组应由12个单元格组 成双排结构。 二、单体电池的设计与计算: 1.电池容量的确定：提高电性能的途径就是改善限制电极的性能因素, 而降低成本则是降低非限制电极因素的用量! （1）额定容量：根据给定条件，电池额定容量为: 工作电流X (行程/时速)二 9A X(50km/20kmH-1) =22.5AH = 23AH （2）设计容
量：1.1额定容量=1?1 X3=25?3 （AH ） 2.单体电池极板尺寸与数目的确定: 1）根据给定的内腔尺寸，确定极板尺寸为: 正极板（板栅）：164X58X2.0; 负极板（板栅）：164X58X1.4 值得注意的是极板的厚度设计。由于极板厚度直接影响着活物质的利用率。极板放电产物PbS04的比容较大，随着放电过程的加深，极 板孔率下降，使H2SO4的扩散发生困难，因而极板越厚，活物质的利用率就越低，所以在选择极板厚度时应全面考虑用户提出的性能要求和使用条件。首先应保证电池的性能指标，这样可能会影响到一些次要的性能指标，如对电池主要要求大功率，低温起动，则设计极板应薄些, 然而相应地电池寿命可能就会降低。反之，如对电池主要须耐较强冲击振动和较长的寿命，则就要设计极板厚些。另外，负极板厚度至少为正极板的70?80%以上才适宜。 （2）单片正极板容量：据阿仑特（Arend t）经验公式：C=LXHX0.154 式中: C：单片容量；L:极板宽度（cm）; H:极板高度（cm）D:极板厚度（cm）
智能充电器的设计(毕业设计方案)
毕业设计附件题目：智能充电器的设计 姓名：王研 学号：2007080303316 学院：信息学院 专业：电子信息工程 指导教师：杨萍 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：杨萍 学院：信息学院学号：2007080303316 班级：0708030303 姓名：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
蓄电池智能充电机
感谢您选用ZN系列充电机,读使用说明书并将此说明书保存以备参考 使用前请仔细阅 根据需要可定制或免维护铅酸蓄电池（A G M）充电模式 液态铅酸蓄电池（WET）中文安装和使用手册 蓄电池智能充电机SMART ELECTRONIC BATTERY CHARGER CE Declaration of Conformity We hereby declare that the battery chargers of the ZN charger series fulfills the requirements of the guideline Guideline 73/23 EWG ( Low-voltage Guideline ) Guideline 89/336 EWG ( EMC Guideline ) 2004-10-9
ZN系列充电机ZN系列充电机，2 特点和功能概述 ●，外壳采用铝合金特殊工艺制造，造形合理、美观大方。程序具有 ●是基于微处理器控制的智能采用优化的特性曲线工作，运用智能动态调整充电技术。在整个充电过程中蓄电池始终处于微析气状态，有效地防止了蓄电池极板活性物质的脱落，同时降低了电解液的挥发。dv/dt和di/dt技术的运用，使终止充电判断更准确，充电电量最合理，避免蓄电池寿命减少。特有的去硫化功能，有效地延长电池的使用寿命。通过特殊算法，电池组极板局部短路检测及保护功能，避免电池组过充电而损坏全部电池的现象发生。 ●具有短路、极性接反、电池断格、短格等多种保护功能。 ●采用长寿命高可靠性设计的大功率隔离变压器，使整机与市电网隔离。冷却方式采用空气自冷，能在恶劣环境安全、稳定工作。 ●具有功能全面的LED显示，指示运行状态和充电过程。操作简单，只要把充电机插头接入电池充电插座，充电过程自动完成。 ●灵活的充电模式选择，根据需要可选择定制液态铅酸蓄电池（WET）或免维护铅酸蓄电池（AGM）充电模式。 ●适用于电动车、电动高尔夫球车、电动游艇、电动升降平台、电动清洁机械所使用的深循环动力型蓄电池充电。 3 各部位部件名称作用1 提手—移动机器。 2 市电输入过载开关—机器出现故障时，此开关会凸起。 3 多种状态充电指示灯—指示运行状态和充电过程。 4 充电输出连接线—棕色线接电池组（+）极；蓝色线接电池组（-）极。 5 电源连接线和插头—插入市电电源插座，必须带接地线的电源插座！ 5.4 充电过程 5.4.1 首先将电源线插头入。然后把充电机插头接入电动车充电插座， 延时6-8秒，LED指示灯亮红灯，机器进入智能控制充电状态。 5.4.2 当LED指示灯亮橙灯，表示电池组已达到80%额定容量。当LED指示灯亮绿 灯，表示电池组已达到100%额定容量,电池已处于可用状态。 5.5 充电时间 充电时间取决于充电电流与蓄电池容量的比值以及蓄电池放电深度。对于80%放电的蓄电池，充入所需容量大约需要10-12小时。 5.6 维护 本充电机无需特别维护。 检查和清洁充电机，视当地灰尘情况而定，请制定适当的检查周期。 6 操作指示 6.1 重要提示 确认充电机的充电模式是否匹配当前蓄电池类别！ 接市电电源方法：充电机与电池连接时，通过LED显示绿灯闪烁次数，确认充电模式是否匹配 当前蓄电池类别。 ● LED绿灯闪烁1次：表示“液态铅酸蓄电池”（WET）充电模式。 ● LED绿灯闪烁8次：表示升降平台“液态铅酸蓄电池”（WET）充电模式。● LED绿灯闪烁若干次：表示“不同品牌免维护蓄电池”(AGM)充电模式。 LED绿灯重复两遍充电模式，如不匹配须请求售后服务！ 6.2 LED指示灯显示 6.2.1 LED指示灯亮红灯：表示蓄电池充电中6.2.2 LED指示灯亮橙灯：表示蓄电池电量达到80%6.2.3 LED指示灯亮绿灯：表示蓄电池电量达到100%6.2.4 LED指示灯循环闪烁2次红灯：表示市电电源连接故障6.2.4 LED指示灯循环闪烁红灯：（见第6页错误显示和故障处理）