电子发烧友App
摘 要：设计了基于单片机的智能充电器,介绍了其硬件和软件实现。该充电器可以实时采集和计算电池的参数,并进行智能控制,还可以通过串口和上位机进行通讯并进行实时
工商网监
湘ICP备 2023018690 号
现代通讯设备、便携式电子产品、笔记本电脑、电动汽车、小卫星等普遍使用蓄电池作为电源,应用非常广泛。然而大多数设备中的蓄电池,只能使用专用的充电器,而且普通的充电器大多充电时间长,无法判断其充电参数和剩余的充电时间。 本文介绍一种基于单片机的通用智能充电器的设计。充电器可以实时采集电池的电压、电流,对充电过程进行智能控制,计算电池已充的电量和剩余的充电时间;还可以通过串口和上位机进行通讯并给用户显示必要的信息,有虚拟仪表的作用;另外,它也可以改变参数,适应各种不同电池的充电。这里列举几种不同的电池充电试验,来说明智能充电器的实用价值。 1 智能充电器的硬件设计 智能充电器如图1所示。主要包括电源变换电路、采样电路、处理器、脉宽调制控制器和电池组等,形成了一个闭环系统[4]。下面对系统的工作原理分几个部分进行简述。  图1智能充电器电路模块图 1．1 处理器 处理器采用51系列单片机89C51。单片机内部有两个定时器、两个外部中断和一个串口中断、三个八路的I/O口,采用11.0592MHz的晶振。单片机的任务是通过采样电路实时采集电池的充电状态,通过计算决定下一阶段的充电电流,然后发送命令给控制器控制电流的大小。单片机通过串口RS232和上位机相连,用于存储数据和虚拟显示。 1．2 采样部分 电压和电流采样采用模/数转换器AD574。AD574为±15V双电源供电,12位输出,最大误差为±4bit,合计电压0.01V。 充电电流通过电流传感器MAX471转换为电压值。电流采样的电压值和电池组的端电压值两者经过模拟开关CD4051,再经过电压跟随器输入到AD574,分别进行转换,其结果由单片机读取,并进行存储和处理。主要的电路连接如图2所示。  图2 采样电路 1．3 控制器 控制器采用脉宽调制(PWM)方式控制供电电流的大小。PWM发生器由另一个20MHz的单片机构成,主控制器和它采用中断的方式进行通讯,控制其增大或减小脉宽。PWM信号通过光电隔离驱动主回路上的MOSFET。开关管、二极管、LC电路构成开关稳压电源。用PWM方式控制的开关电源可以减小功耗,同时便于进行数字化控制,但母线的纹波系数相对较大。PWM控制电路如图3所示。  图3 PWM控制电路 2 智能充电器的软件设计 2．1 数据测量 在单片机的测量中,电池电压值和电流测量值经过多路选择器进行选择,然后通过A/D转换器转换为16进制数,直接存入单片机。电池电容量C则需要间接计算,由于每个循环 周期检测电流一次,故可以利用电流值的积分求出电容量C。考虑电池内阻r的影响,可以得到计算电容量的计算公式为: Cn+1=Cn+I·t-I2·r·t 充电时间和剩余充电时间由上位机进行计算,剩余充电时间等于预设的充电时间与已充电时间的差值。其中,预设时间可根据电池的型号预先得到。 2．2 单片机控制程序设计 对于不同的电池和不同的参数,单片机需要设定不同的充电参数,选择不同的充电策略。另外,程序需要在电池过电流、过电压等异常情况下强制终止充电。以锂离子电池为例,一般采用恒流-恒压充电方式,其充电过程包括小电流预充电、大电流充电、恒压充电等几部分。其充电控制程序流程图如图4所示。  图4 充电控制策略程序 在控制恒定电流和恒定电压的过程中,采用比例控制,即如果充电电流I大于设定电流Is,就按照比例减小脉宽;反之按照比例增大脉宽。单片机还需要接收和处理上位机的命令,并根据上位机的要求将数据实时回送给上位机。两者的通讯协议要在程序中预先设定。 2．3 上位机处理程序设计 上位机程序由VisualC++编写。其任务是每隔1秒钟向串口发送一个查询命令,并读取单片机回送的信息,提取充电电流、充电电压、工作状态等参数。参数经过数制转换和计算后进行显示。软件有着良好的用户界面,可以方便地观测电池目前的工作状态以及剩余充电时间等信息。上位机程序会同时把读到的数据存储到文件中,这些数据可以利用其它数学软件(如Matlab)进行处理。 另外,程序在初始化时要把充电电池的型号参数发送给智能充电器,参数一般包括充电电池的种类(锂离子电池、镍镉电池)、充电电池的容量(单位为mAh)等。根据不同的电池型号,单片机可以设定不同的充电参数,程序可以直接控制单片机的运行与停止。 3智能充电器的应用试验 3．1充电性能试验 这里选用型号为US18650的SONY锂离子电池,其额定容量为1800mAh;经过测量,电池在4.2V左右时的内阻约为0.3Ω。取恒流充电电流为1/3C=0.6A,截止电压为4.2V,充电结束标志电流为0.06A,进行充电试验。图5为充电过程的电压、电流和电容量的曲线。  图5 锂离子电池充电性能试验  图6 NOKIA商用电池充电试验 充电时间约为240分钟,如果需要进一步缩短充电时间,只需在初始化时设定更大的充电电流即可。因为采用PWM控制器,所以电源供电的效率高,从供电电源到充电电池的工作效率,最低时在85%左右。充电电流波动较大,波动系数约为5%。 3．2 智能充电器通用性试验 选用NOKIA6100锂离子电池(额定容量为550mAh),用恒流-恒压充电方式进行充电,取恒流充电电流为0.15A,截止电压为4.2V,充电曲线如图6所示。 从充电曲线来看,电池电压达到3.96V时就不再上升了,充电电流也不再下降了。可以判断商用电池内部有保护电路,将多余的电流旁路了,这样的保护电路使充电过程中能量损耗很大。试验曲线显示在四小时时电池电量已经达到550mAh,但实际上并没有达到满充。此实验证明,此充电器可以作为一般的商用电池的通用充电器,充电速度快,效果良好。不足的是它与实际的充电电池在机械接口上还不能匹配,需要进一步改进。 |
- 数字化智(5034)
声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 举报投诉
相关推荐
充电器的性能
现在我这有很多5V转4.2的充电器，用万用表打出来的电压都差不多！我应该怎么判定哪个充电器的性能好些呢！或者说判定这种充电器的性能好坏应该看哪些指标参数！大侠们多指点下啊！
2012-08-28 08:46:09
数字化和网络化传感器特点
传感器是将各种参量送入计算机系统，进行智能监测、控制的最前端。随着科技的发展，数字化、网络化传感器应用日益广泛，以其传统方式不可比拟的优势渐渐成为技术的趋势和主流。下面，我们结合实际应用中的要求
2019-06-25 07:31:52
智能充电器
`` 本帖最后由 huang1988w 于 2014-1-11 16:33 编辑
各位朋友好！我是初学单片机的目前是单片机菜鸟一个我闲着没事在家自己做了个 智能充电器的 控制板 对我而言是智能
2014-01-08 17:24:27
智能充电器技术要点
：全充模式是指继电器吸合前，电源直接对电池充电；继电器吸合后经过电阻限流的充电模式即为涓流模式；其它还有脉冲模式是指电流不连续的模式；6、智能化改进方向：一是控制涓流时间，我认为最佳涓流时间应该是与全充
2012-11-26 13:52:07
智能充电器的设计
当按下S1时，系统可进行通电，当再按下S1时，开始充电，一定的时间后，驱动芯片驱动延时时间到，驱动继电器吸合驱动充电器，达到通断的目的。在电源接通的条件下，按下SB2，使单片机复位。延伸：（1
2013-08-30 12:26:43
智能快速充电器设计与制作
内容简介本书介绍了各类新型电池(镍镐电池、镍氢电池、免维护铅酸电池和锤离子电池，的基本结构、工作原理和充放电特性，详细分析了各种快速充电控制专用集成电路的结构和工作原理，给出了各种智能快速充电器
2019-07-08 04:36:05
Nicd智能充电器模块能否与太阳能电池板一起使用？
我正在为我捡到的一些 Nicd 电池寻找智能充电器模块。我从中国找到了几个便宜的充电器，但它们并不智能。电池空间有一个合适的，但我想知道是否有人可以推荐我在英国可以买到的东西。我打算将它与太阳能电池板一起使用。
2023-05-15 07:01:52
RCC充电器方案比IC方案充电快？
我的一款充电器，是IC方案的，给一款18650电池充电，其实是把充电器连到带有充电保护板的充电壳给18650充电的，需要3小时40分钟；而另一款充电器，是RCC方案的，同样的环境，一样的充电外壳
2018-05-17 14:24:36
XRC-TS-4816QST型充电器
DS-MC-17充电器图纸谁有？ 我的2个充电器都是DS-MC-17型的.都是KA3842爆了.周围的几个电阻也烧黑了.看不出DS-MC-17充电器另一个编号是新日XRC-TS-4816QST充电器系KA3842+LM358 请大侠给个图指教{:1:}
2012-11-26 14:58:06
三阶段充电器的关键参数疑点
最近在研究蓄电池的充电 看了一些资料学习三阶段充电。三阶段充电：恒流 恒压 浮充其中恒流阶段充电器的输出电压是怎样的？恒压阶段充电器的输出电流是怎样的？浮充阶段充电器的输出电流是怎样的？ 好像很多资料都没提到“ 恒流 恒压 浮充”中的另外一个参数，希望有经验的师傅能够解答 谢谢
2014-01-14 23:25:07
什么是无线充电器_无线充电器用完需要拔吗
什么是无线充电器 随着用电设备对供电质量、安全性、可靠性、方便性、即时性、特殊场合、特殊地理环境等要求的不断提高，使得接触式电能传输方式越来越不能满足实际需要。 无线充电器是利用
2020-06-19 14:55:48
关于电池充电器的纹波过大
由于毕设需要用电池的充电器供5V电，但是发现充电器的纹波有点大。然后我就加了一个104电容，结果发现纹波更大了。。。。。。。然后队友给做了一个完善的滤波电路，但效果也不明显，求大神指教
2016-05-15 09:22:06
基于FPGA的无线充电器接收器系统该怎么设计？
随着无线充电器技术的蓬勃发展，以及越来越多的智能手机用户被各种充电电缆所困扰，方便易用的无线充电器将被普遍接受和采用。目前有三种不同的无线充电器标准：WPC （Qi）、PMA和A4WP.WPC Qi标准更常用于智能手机应用。现在，许多智能手机OEM已推出支持WPC标准的无线充电器解决方案。
2019-10-09 06:09:14
基于LM3S1138嵌入式微处理器的电能收集充电器设计
，这种普通的恒流或恒压充电器都有充电效率低、充电时间长、降低电池寿命等缺陷。本文针对锂离子可充电池的充放电特性及实际使用中的需求，利用新型的嵌入式芯片LM3S1138为主控制器，在锂离子电池充电的过程中，进行智能控制，严格控制充电电流、电压、温度等物理参数，从而实现数字化、智能化、节能化的特点。
2020-08-28 06:26:28
基于LM3S1138的电能收集充电器有什么优点？
，这种普通的恒流或恒压充电器都有充电效率低、充电时间长、降低电池寿命等缺陷。本文针对锂离子可充电池的充放电特性及实际使用中的需求，利用新型的嵌入式芯片LM3S1138为主控制器，在锂离子电池充电的过程中，进行智能控制，严格控制充电电流、电压、温度等物理参数，从而实现数字化、智能化、节能化的特点。
2019-08-27 07:41:27
基于PSoC 单片机的智能充电器设计
介绍了PSoC技术的系统设计方法，阐述了PSoC技术在充电器系统设计中的优势以及具体方案。以CY8C25533芯片为核心设计一款智能充电器，具体描述了该系统的硬件设计、P S o C芯片配置以及软件流程。通过实践证明，这种充电器工作稳定，精度较高，灵活多变，是一种较为实用的方法。
2012-11-22 14:48:28
大佬们，使用充电宝输出口给手机充电器充电会导致充电器损坏吗
给移动电源充电的时候插错洞了。我的充电器是USB-C的，线是一头USB-A另一头USB-C的，然后我充电的时候把线的USB-A头插入到移动电源的输出口了，这样是不是就相当于移动电源给充电器充电了，会不会把充电器给烧坏了？
2021-10-30 16:27:30
如何使用C805lF040单片机智能充电控制方案实现智能充电器的设计？
本文提出一种使用C805lF040单片机智能充电控制方案的智能充电器的设计，能有效的提高充电效率，延长电池的使用寿命。
2021-05-18 06:20:30
如何做到充电器给锂电池充电的时候 锂电池与负载断开 负载直接由充电器供电 边充边放？
如何做到充电器给锂电池充电的时候 锂电池与负载断开 负载直接由充电器供电 边充边放？
2017-07-20 16:25:57
如何构建车载充电器
是 TPS54240 和 TPS40170。这两种 IC 提供宽泛的输入和各种特性，可为工程师简化设计流程。DC/DC 转换。USB 充电与保护。保护功能尤为重要。有谁想让自己数百美元的设备毁于故障充电器呢？智能手机或
2018-09-14 15:05:41
如何用简易充电器为智能家庭供电
电池，以在交流电源故障的情况下提供备用电源或报警。 若您正在开发智能家居系统，您可能希望将您的工作集中在系统功能上，而非集中于供电和再充电的基本任务。由于锂离子电池近年来变得如此普遍，因此专用充电IC解决方案有许多选择。 对于小电池和低充电电流，您可使用经济高效（且相对容易实现）的线性充电器…
2022-11-14 06:34:49
家具无线充电器，岩板家具与桌下无线充电器的邂逅，智能家具1.5时代的来临
高达20mm（小米无线充电器充电距离的4倍）的工业版“岩板隔空无线充电器”。 如果说岩板是未来家具的浪潮，那么“桌下无线充电器”必然会为未来智能家具“推波助澜”。`
2020-06-16 10:57:44
怎么构建车载充电器
是 TPS54240 和 TPS40170。这两种 IC 提供宽泛的输入和各种特性，可为工程师简化设计流程。DC/DC 转换。USB 充电与保护。保护功能尤为重要。有谁想让自己数百美元的设备毁于故障充电器呢？智能手机或
2018-09-18 11:31:41
求助电车充电器的问题
求助我的电车充电器输入端（220V）正插充电器正常，输出电压55.3V可以充电、高压整理部分测得的电压是292V。问题来了，奇怪的是输入端（220V）一反过来接电，充电器灯不亮。输出端也无电压。测高压整流那也没有电压......哪位大神知道是哪里出问题了？整流管和电容测试都是好的。
2014-06-01 03:58:30
求手机智能充电器
手机智能充电器要求有实物!!!要能实时显示电压,使用单片机控制充放电 最好是C51的!要有电路图,代码 有的请联系QQ:83127753  
2009-05-07 08:51:16
汽车充电器设计的组成部分
愿意让数百美元的设备被故障充电器毁坏啊？智能手机或平板电脑的电池及充电器实际上都在设备内部。为了让充电能够提供最大充电电流，充电器需要能够进行自我识别。TPS2511 和 TPS254x 器件可帮助
2018-09-20 15:40:41
用了8年的充电器
有些小玩艺需要可移动的直流电源，我们这没见有卖为12V电瓶充电的智能充电器，我自制了一个可监控电压的“智能”充电器，使用8年了效果蛮好，大大延长了电瓶寿命，因为非智能的充电器很容易造成欠压或过压，一个电瓶不到半年就报废了，有了电压监控就好了，一个电瓶用3~4年都没问题。
2012-10-17 19:53:28
电动汽车电池智能快速充电器的设计
电动汽车电池智能快速充电器的设计本文介绍了一种电动汽车智能快速充电器的设计过程。该充电器基于Cygnal 公司的C8051F040单片机为控制核心，将C8051F040 特有的模拟电路模块、高精度A
2009-05-17 11:39:32
电池充电器怎么设计？
设计电池充电器的第一步是从众多可用解决方案中选择电池充电器IC。为了做出明智的决定，设计团队首先必须明确定义电池参数（化学组成、电池单元数量等）和输入参数（太阳能、USB等）。然后，团队必须搜索符合
2019-08-06 06:42:35
线性充电器与开关充电器设计
线性充电器和开关充电器广泛应用于多种应用：助听器、智能手表、传感器节点、手机、笔记本电脑...数不胜数！每当使用可充电电池时，都需要一个充电器。然而，考虑到可用的不同充电拓扑相关的利弊，您在选择
2018-06-29 09:41:59
线性充电器和开关充电器的特征比较
线性充电器和开关充电器广泛应用于多种应用：助听器、智能手表、传感器节点、手机、笔记本电脑...数不胜数！每当使用可充电电池时，都需要一个充电器。然而，考虑到可用的不同充电拓扑相关的利弊，您在选择
2019-03-21 06:45:06
线性充电器的不同功能
随着内置功能越来越多，越来越智能的电子设备在更具吸引力的同时也更加耗电，可充电电池因此成为了一个经济的选择。近年来，随着创新应用、新兴技术和新电池化学成分的出现，充电器的需求不断发展。例如
2022-11-11 07:20:53
线性充电器的不同功能如何帮助解决不同的问题？
，充电器的需求不断发展。例如，可穿戴设备领域的新应用（如智能银行卡、智能服装和医疗贴片）引领着解决方案变得更小巧便宜，同时也推动着电池朝更小更高功率密度的方向发展。设计师的典型问题或疑虑包括：“我如何最大
2019-08-05 06:49:22
设计充电器自动检测正负极
我想设计一款电瓶车充电器在充电时 可以自动检测正负极 ，简单的来讲就是这一款充电器对电池充电不考虑电池正负极性充电器随时都可以对电池充电。请老师们赐教谢谢小弟不胜感激
2014-02-01 14:16:14
详解线性充电器和开关充电器的区别
线性充电器和开关充电器广泛应用于多种应用：助听器、智能手表、传感器节点、手机、笔记本电脑...数不胜数！每当使用可充电电池时，都需要一个充电器。然而，考虑到可用的不同充电拓扑相关的利弊，您在选择
2019-04-01 06:30:00
铅酸电池充电器五段式智能机种国内很少见
调节充电电流，做到快速充电又不损伤电池。电池诊断/保护 智能充电模式,充电饱和后,会自动切断充电线路对电池充电造成的损伤降到最低程度广鼎源科技有限公司 - 充电器制造商官方网址 百度一下 智能型充电器
2014-04-26 10:01:34
锂电池充电器
大家好希望大家帮我设计一款锂电池充电器7.4伏的如果用手机充电器通过调431哪里把电压调起来。那么变压器受的了吗 以及还有没有跟好的办法小弟在此谢谢大家了
2012-08-14 20:14:55
雅马哈充电器
这款充电器最近罢工了。充了一个晚上电瓶车还是没电，换了一个充电器就可以正常冲电。充电器上的指示灯不停闪烁，想请教高人是什么故障，还有修理的价值吗？？？
2011-06-17 10:09:06
电动车脉冲充电器与智能充电器的区别
脉冲充电是充电电流用的是脉动电流。脉冲充电同样可以做成智能型的。智能充电，不仅可以控制充电电流，优良的智能充电器还具有温度监控，所以找不到智能型的脉冲充电器，可以直接选用智能充电器。
2018-03-05 11:25:44
114963
114963充电器发烫会爆炸吗_充电器发烫是什么原因
本文开始介绍了充电器的定义以及充电器的正常工作条件，其次分析了充电器发烫的原因以及分析了充电器发烫是否会爆炸，最后阐述了防止充电器过热的解决方法。
2018-03-13 16:08:3095213
95213无线充电器有何特点无线充电器有哪些类型
充电器的使用异常广泛，各类电子产品均需使用充电器。为增进大家对充电器的认识，本文将对无线充电器、无线充电器的种类、无线充电器的特点和无线充电器原理予以介绍。
2021-03-17 22:52:34
60
60氮化镓充电器的优点？氮化镓充电器和普通充电器的区别？
氮化镓充电器什么意思？氮化镓充电器的优点？氮化镓充电器和普通充电器的区别是什么？ 氮化镓充电器是一种使用氮化镓（GaN）材料制造的充电器。GaN是一种新型的宽禁带半导体材料，具有高电子迁移率、高热
2023-11-21 16:15:24980
980氮化镓充电器伤电池吗？氮化镓充电器怎么选？
氮化镓充电器伤电池吗？氮化镓充电器怎么选？ 氮化镓（GaN）充电器被广泛认为是下一代充电器技术的关键。与传统充电器相比，氮化镓充电器具有很多优势，比如高效率、高功率密度和小尺寸等。然而，有些人担心
2023-11-21 16:15:271667
1667苹果氮化镓充电器和普通充电器区别
苹果氮化镓充电器是一种新型的充电器，它采用了氮化镓材料来实现高效、节能的充电功能。与普通充电器相比，苹果氮化镓充电器在多个方面表现出了明显的优势。本文将详细介绍苹果氮化镓充电器和普通充电器的区别
2024-01-10 10:30:18792
792vivo氮化镓充电器和普通充电器区别
Vivo是一家知名的中国智能手机制造商，其氮化镓充电器和普通充电器之间存在许多区别。本文章将介绍这些区别，内容将包括充电器的工作原理、快速充电能力、安全性、兼容性和设计等方面。 首先，让我们来了
2024-01-10 10:32:15581
581- 设计技术
- 可编程逻辑
- 电源/新能源
- MEMS/传感技术
- 测量仪表
- 嵌入式技术
- 制造/封装
- 模拟技术
- RF/无线
- 接口/总线/驱动
- 处理器/DSP
- EDA/IC设计
- 存储技术
- 光电显示
- EMC/EMI设计
- 连接器
- 行业应用
- LEDs
- 汽车电子
- 音视频及家电
- 通信网络
- 医疗电子
- 人工智能
- 虚拟现实
- 可穿戴设备
- 机器人
- 安全设备/系统
- 军用/航空电子
- 移动通信
- 工业控制
- 便携设备
- 触控感测
- 物联网
- 智能电网
- 区块链
- 新科技
- 联系我们
- 广告合作
- 王婉珠：wangwanzhu@elecfans.com
- 内容合作
- 黄晶晶：huangjingjing@elecfans.com
- 内容合作（海外）
- 张迎辉：mikezhang@elecfans.com
- 供应链服务 PCB/IC/PCBA
- 江良华：lanhu@huaqiu.com
- 投资合作
- 曾海银：zenghaiyin@huaqiu.com
- 社区合作
- 刘勇：liuyong@huaqiu.com
-
关注我们的微信
-
下载发烧友APP
-
电子发烧友观察
版权所有 © 深圳华秋电子有限公司
电子发烧友 （电路图） 粤公网安备 44030402000349 号 电信与信息服务业务经营许可证：合字B2-20210191
工商网监
湘ICP备 2023018690 号
评论