基于EasyARM1138的電能收集充電器設(shè)計

1.1 EasyARM1138嵌入式微處理器
EasyARM1138嵌入式微處理器采用了Luminary Micro公司Stellaris系列基于Cortex-M3內(nèi)核的LM3S1138芯片，該芯片包含一個低壓降的穩(wěn)壓器，集成的掉電復(fù)位和上電復(fù)位功能，仿真比較器，10 bit的ADC，SSI，GPIO，看門狗和通用定時器，UART，I²C及運動控制的PWM等各種豐富的外設(shè)功能，可直接通向GPIO管腳，不需要特性的復(fù)用[1]。非常適合用作智能型充電器的控制單元。
EasyARM1138的任務(wù)是從采樣電路處實時采集電池的充電狀態(tài)，通過計算決定下一階段的充電電流，并產(chǎn)生合適的PWM信號來控制充電電流；通過UART、LCD來實時地傳輸和顯示采樣數(shù)據(jù)，采集的電池參數(shù)不正常時，可以產(chǎn)生報警信號。
1.2 電源變換和控制電路
1.2.1 BUCK電源變換電路
在電能收集過程中，充電器通過控制電壓或者電流來實現(xiàn)不同的充電策略。設(shè)計采用容易控制的、效率高的BUCK變換器。BUCK變換器是用EasyARM1138產(chǎn)生的PWM信號控制的，通過控制PWM的占空比，來控制開關(guān)管Q2輸出電壓或者電流。BUCK變換電路如圖2所示。

Vi、Vo分別為輸入輸出電壓，D1是續(xù)流二極管。BUCK變換器的工作原理：當(dāng)PWM輸出高電平時，開關(guān)管導(dǎo)通，電流通過晶體管和電感到電池。在這一階段，電感吸收能量，電容被充電。當(dāng)PWM輸出低電平時，開關(guān)管關(guān)斷，電流經(jīng)二極管D1續(xù)流，電感兩端的電壓反向，電流由二極管提供。電感和電容作為濾波器輸出電壓和電流。