蓄电池充电控制系统设计

摘要：设计了以

PIC 单片机为核心的蓄电池充电控制系统，功率主电路为 DC/DC 变换

器，采用

PWM 实现对功率开关管的控制。系统通过片内 A/D 转换模块实时采样蓄电池的输

入电压、输出电压、充电电流及温度等参数，对输入过压、输出过压、输出过流等具有硬件保
护功能。

 

　　关键词：单片机；蓄电池；充电控制

 

Design of Battery Charging Control System 

　　

HU Bin 

　　

(Xinyang Normal University, Xinyang 464000, China) 

　　

Abstract: A battery charging control system with the core of PIC single chip computer was 

designed.  The  main  power  circuit  was  a  DC/DC  converter,  and  the  power  switch  element  was 
controlled  by  PWM.The  system  did  real-time  sampling  on  such  pa?  rameters  as  input  voltage, 
output  voltage,  charging  current  and  temperature  by  the  A/D  module.  The  system  made  a 
hardware protection to the input over-voltage, output over-voltage and output over-current. 

　　铅酸蓄电池由于其价格低廉、容量大、使用安全可靠等特点，在生产和生活中的各个领
域都有广泛的应用，如电车、太阳能光伏系统应用、通讯、不间断电源等等。随着低碳生活的
大力提倡，国家正在大力发展太阳能、风能等绿色能源的应用产业，而这些绿色能源受到自
然环境和气候条件的影响很大，能量输出不稳定，所以需要储能设施，而铅酸蓄电池无疑
是合适的选择。

 

　　长期以来，由于传统的充电控制方法不当，铅酸蓄电池的使用寿命要短于其设计寿命。
目前，对于蓄电池充电物理、化学过程的研究已经比较成熟，提出了很多合理的充电方法。
同时，电子技术的发展，也为电池提供更智能、更复杂的充电装置，两者的结合，对提高铅
酸蓄电池的使用寿命有现实意义。下面就一种蓄电池充电控制系统的设计进行论述。

 

　　系统主要由

DC/DC 主电路、充电控制器、充电采样电路、驱动电路、充电保护电路等部分

组成。如图

1 所示，充电系统功率主电路为 DC/DC 变换器，采用单片机 PWM 输出，实现

对功率开关管的通断控制，利用单片机片内的片内

A/D 转换模块，实时采样蓄电池的输入

电压，输出电压，输入电流和温度等参数，以完成对蓄电池充电过程的智能控制。本充电系
统能对输入过压、输出过压、输出过流等实现硬件保护功能，还具有充电

LED 指示功能，便

于对充电过程进行简单的识别和监控。另外，还可以通过按键对充电模式进行选择，如激活
模式、快充模式、常规模式等等。

 

　　系统在激活充电和快充模式状态下，需要对充电电流进行控制，使其恒定。设计中，采
用霍尔电流传感器进行电流检测。闭环霍尔电流传感器的精度高、线性度较好，响应时间快
（小于

1uS），温漂小。根据蓄电池的参数，选择的霍尔传感器的额定测量电流 Ipn 为

20A，线性范围 Ip 在 0-±30A 之间。电源电压为±15V，如图 6 所示，+VCC 和-VCC 分别接
+15V 和-15V 电源。负载电阻 R2 的作用产生压降，将电流信号转为电压信号，其推荐值在
50Ω-150Ω 之间，设计采用中间值 100Ω。图中 RC 电路的作用是对采样电压信号进行滤波，
而后将信号送入

PIC 单片机的 A/D 转换通道 AN5 引脚进行数模转换。 

　　设计的蓄电池充电控制系统

,具有过充过放保护和温度补偿。经过测试,系统显示出良好

的控制效果

,不仅提高了充电的工作效率,同时也保护了所使用的蓄电池,有效地延长了蓄电

池的使用寿命。在低碳环保方面

,具有一定的社会效益和广泛的推广价值。 

　　

[1]李学海.PIC 单片机使用教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002:19-37.