基于單片機(jī)的智能充電器設(shè)計(jì)

圖4所示是該充電器的主控電路。圖4中的CCS，DCS，VS-BAT分別是用于采集電池充電電流，放電電流，充電電壓的端口，它們經(jīng)過濾波放大后和P87LPC767的AD轉(zhuǎn)換腳相連接，并經(jīng)過轉(zhuǎn)換判斷電池的充放電狀態(tài)后，可對(duì)電池的充放電作出相應(yīng)的控制，這些判斷和控制都是由軟件來完成的。主要是通過采集充電電路中的LED1～LED3等三個(gè)輸出口的電平高低，并根據(jù)它們的高低電平狀態(tài)組合控制電池的充電狀態(tài)。SMBC和SMBD是P87LPC767和智能電池之間虛擬的異步串行通訊總線的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線，P87LPC767的內(nèi)部定時(shí)器2可提供模擬異步串行通訊總線的控制時(shí)鐘。E-CHG是充電控制使能端口，可在滿足充電條件并設(shè)定充電方式后置其為高電平，以啟動(dòng)充電電路對(duì)電池的充電，反之，當(dāng)出現(xiàn)過溫、過電流、過電壓、充電故障或充電滿狀態(tài)時(shí)，該端為低電平，以關(guān)斷充電電路。E-DSG是放電使能控制端口，當(dāng)檢測(cè)到鎳鉻電池沒有放電完畢時(shí)，P87LPC767就把E-DSG置為高電平，啟動(dòng)放電電路對(duì)鎳鉻電池進(jìn)行放電，直到放電完畢，則把其置為低電平，關(guān)閉放電電路并對(duì)鎳鉻電池進(jìn)行充電。SDA和SCL是P87LPC767的異步串行通訊總線的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線，它們和顯示電路中P87LPC764的SDA和SCL相連接，以使P87LPC767作為從機(jī)和P87LPC764進(jìn)行通訊，從而把電池的各種信息(結(jié)構(gòu)參數(shù)和實(shí)時(shí)參數(shù))傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/P87LPC764">P87LPC764上，再由液晶顯示器進(jìn)行顯示。兩個(gè)跳線是P87LPC767作為從機(jī)和P87LPC764進(jìn)行通訊時(shí)的地址選擇信號(hào)，它們可連接或斷開輸入到端口的信號(hào)，它們的組合狀態(tài)00，01，10，11分別代表從機(jī)的地址00，01，10，11，以便主機(jī)和從機(jī)通訊時(shí)發(fā)出地址信號(hào)，之后從機(jī)通過查詢作出回應(yīng)，并向主機(jī)發(fā)送信息。

1.3 智能充電器的信息顯示

以P87LPC764為核心構(gòu)成的信息顯示模塊可通過I2C總線與4路充電管理部分的P87LPC767進(jìn)行通訊(每個(gè)P87LPC764與4個(gè)P87LPC767接口，每一套電路負(fù)責(zé)一組電池的充電管理)。當(dāng)系統(tǒng)采集到電池的實(shí)時(shí)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)后，即可通過LCD進(jìn)行中文模式的信息顯示(要顯示的漢字和字符字庫(kù)存儲(chǔ)在24C16中，P87LPC764通過I2C總線對(duì)其進(jìn)行調(diào)用)；同時(shí)利用P87LPC764的TXD、RXD口線提供給RS232接口，從而完成與PC管理計(jì)算機(jī)的相連，最終完成對(duì)電池的集散式管理。

2 智能充電器的軟件設(shè)計(jì)

圖5是該智能管理系統(tǒng)的程序流程圖。該系統(tǒng)除了完成充放電控制外，還提供過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過溫保護(hù)、蜂鳴報(bào)警等功能。

程序開始執(zhí)行后，首先進(jìn)行初始化并檢測(cè)電池電壓、電流、溫度等信息是否正常。如正常則進(jìn)入下一步，否則報(bào)警并關(guān)閉電路。如果電池電壓在充電終止電壓和放電終止電壓之間，說明電池既可充電也可放電。此時(shí)電路將判斷接上充電機(jī)還是接上負(fù)載，以進(jìn)行相應(yīng)的充電和放電。如果兩者都沒有接，則循環(huán)檢測(cè)過程。若電池電壓已經(jīng)到達(dá)充電終止電壓，則等待負(fù)載的接入進(jìn)行放電；同樣若電池電壓己經(jīng)達(dá)到放電終止電壓，則等待充電機(jī)的接入以進(jìn)行充電。

在整個(gè)過程中，該電路將始終實(shí)時(shí)檢測(cè)電池信息，若有異常情況發(fā)生，則立即利用中斷信號(hào)終止正在進(jìn)行的充電或者放電過程，關(guān)斷充放電回路，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警并提示報(bào)警原因。

3 結(jié)束語

該智能電池充電器能有效地解決電池和充電器的兼容問題，從而避免了因電池化學(xué)特性不同而給電池充電造成的各種麻煩。另外，除了對(duì)電池電壓的檢測(cè)外，為了更好的保護(hù)電池，該充電器充電時(shí)還可對(duì)電池的溫度及充電時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)以作為輔助或后備保護(hù)方案。


參考文獻(xiàn):

[1].bq2054datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/bq2054_177952.html.
[2].MAX5434datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MAX5434_1107335.html.
[3].P87LPC767datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/P87LPC767_html.
[4].24C16datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/24C16_32286.html.
[5].RS232datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS232_585128.html.