度 较 慢



当 负 载 出 现 突 变 时 无 法 及 时 做 出 调 节



而 本 例 的 负

载 是 电 池



给 电 池 进 行 充 电 的 过 程 恰 好 不 会 出 现 负 载 突 变 这

个 问 题



这 使 得 采 用 单 片 机 作 为 电 源 管 理

!"

成 为 可 能



由 于 本 电 路 的 输 出 功 率 小 于

#$$ %



所 以 采 用 反 激 式 拓

扑 形 式



反 激 式 拓 扑 最 大 的 优 点 是 不 需 要 输 出 滤 波 电 感



这

使 得 反 激 式 拓 扑 的 成 本 较 低



体 积 较 小



电 源 管 理

!"

设 计 在

电 路 副 边



由

&'()

品 牌 的

&*+,-./,)

单 片 机 模 拟



单 片 机

的 运 算 频 率 设 定 为

, *01



&*+,-./,)

是 一 款 具 有 很 高 性 价

比 的 单 片 机



其 工 作 频 率 最 高 可 达

.$ *01



外 接 振 荡 器 模

式



内 部 设 置 了

2

个

#.

位 精 度 的

(3

转 换 器



. 4#5

位 片

内 寄 存 器



5

个 八 位



一 个 十 六 位 计 时 器 和 一 个

-%*

波 形 发

生 器



具 有 看 门 狗 功 能

6/789



电 路 的 初 级 和 次 级 由 变 压 器 进 行

隔 离



变 压 器 不 仅 结 构 简 单



而 且 很 容 易 实 现 初 次 级

5 $$$

:("

的 抗 电 强 度



该 充 电 器 最 高 输 出 约 可 为

2/ :;. (



并 可

根 据 实 际 需 要 进 行 调 节



本 充 电 器 的 开 关 频 率 设 为

2$ 401



每 个 周 期 被 等 分 为

.$$

个 部 分



-%*

每 次 可 以 调 节

#;.$$

个

周 期



即

#./ <=



本 充 电 器 的 电 路 如 图

.

所 示

6+9



市 电 输 入 经 桥 式 整 流 后



形 成 约

5$$ :

直 流 电 压



本 电 路 的 整 流 滤 波 电 路 与 通 常 有 所

不 同



对 蓄 电 池 充 电 器 来 说



整 流 后 的

#$$ 01

脉 动 电 流 没 必

要 滤 除 干 净



#$$ 01

的 脉 动 电 流 对 蓄 电 池 充 电 不 仅 无 害



反

而 有 利



在 一 定 程 度 上 可 起 到 脉 冲 充 电 的 效 果



使 充 电 过 程

中 蓄 电 池 的 化 学 反 应 有 缓 冲 的 机 会



防 止 连 续 大 电 流 充 电 形

成 的 极 板 硫 化 现 象



单 片 机 初 始 工 作 电 压



是 由 负 载 电 池 提 供 的



当 没 有 接

上 负 载 电 池 时



本 充 电 器 不 会 工 作



由 于 单 片 机

&*+,-./,)

芯 片 的 采 样 精 度 与 它 的 供 电 的 电 源 纹 波 有 关



这 里 采 用

+,$/

芯 片 给 它 供 电



&*+,-./,)

芯 片 输 出 的

-%*

脉 冲 的 高 电 平

为

/ :



而

!>?,2$

的 开 通 电 压 为

2 :



但 由 于

&*+,-./,)

芯

片 的 输 出 信 号 要 先 经 过 放 大 电 路



再 经 过 信 号 变 压 器 的 耦

合



才 去 驱 动 开 关 管

!>?,2$



-%*

波 形 难 免 会 出 现 畸 变



为

了 降 低 损 耗



这 里 将 信 号 放 大 电 路 的 电 压 设 置 为

.$ :



经 测

试



此 举 会 大 大 提 高 电 路 的 效 率



此

.$ :

电 压 由

+,.$

芯 片

提 供



+,$/

芯 片 和

+,.$

芯 片 的 输 入 均 接 到 本 充 电 器 的 输 出

端



图

.

中 未 绘 出



&*+,-./,)

芯 片 的

8

脚 和

+

脚 用 来 控 制

信 号 灯



通 过 观 察 两 个 信 号 灯 的 开 灭 状 态 就 可 以 知 道 本 电 路

工 作 在 哪 个 阶 段 下



##

脚 被 设 定 为 警 报 控 制 信 号 端



当 电 池

充 电 过 程 完 成



或 者 充 电 器 出 现 故 障 时



此 脚 控 制 警 报 器 发

出 不 同 的 报 警 声



2

个

(3

转 换 器 中



#5

脚 用 来 采 集 电 压 信

号



#2

脚 用 来 采 集 电 流 信 号



#

脚 用 来 采 集 温 度 信 号



.

脚 闲

置



可 用 于 以 后 的 功 能 升 级



5

脚 用 来 监 控

..$:("

市 电



当

充 电 器 断 电 后



单 片 机 进 入 休 眠 状 态



电 流 采 样 电 阻 还 可 以

完 成 假 负 载 的 功 能



本 电 路 在 市 电 和 蓄 电 池 均 联 接 上 后



才 开 始 工 作



蓄 电

池 和 市 电 任 一 个 断 开



电 路 即 停 止 工 作



可 靠 性 较 好





单 片 机 软 件 的 设 计

由 于

&*+,-./,)

芯 片 并 不 是 专 用 的 电 源 管 理

!"



所 以

在 程 序 设 计 时



一 定 要 尽 可 能 将 所 有 可 能 出 现 的 工 作 状 态 全

部 考 虑 到



由 于 单 片 机 的 运 算 速 度 的 限 制



在 本 例 中



一 个 指

令 周 期 为

#./ <=



不 可 能 实 现 特 别 准 确 的 电 压 或 电 流 输 出



但 对 于 铅 酸 电 池 来 说



适 当 的 电 压 或 电 流 纹 波 反 而 有 利 于 消

除 极 板 硫 化 现 象



软 件 控 制 流 程 如 图

5

所 示



当 蓄 电 池 接 上 后



单 片 机 开

始 工 作



初 始 化 后



-%*

缓 慢 打 开



然 后 检 测 电 流 采 样 电 阻

上 的 电 压



将 电 路 的 输 出 电 流 控 制 到

#@,. (

之 间



同 时 检 测

输 出 电 压 并 计 时



如 果 电 路 输 出 电 压 到 达

2. :

的 时 间 小 于

#$ =



就 认 为 这 个 电 池 本 身 就 满 的



程 序 直 接 转 到 涓 流 状 态



当 电 路 的 输 出 电 压 达 到

25 :

后



程 序 转 到 恒 压 充 电 阶 段



此

阶 段 将 电 路 的 输 出 电 压 控 制 到

252/ :

之 间



同 时 检 测 输 出

电 流 并 计 时



当 输 出 电 流 小 于

.$$ A(

时



程 序 转 到 恒 压 转 涓

流 阶 段



由 于 在 恒 压 阶 段



电 池 已 经 被 浮 充 到 了

22B8 :

左 右



而 涓 流 阶 段 的 电 压 要 求 为

2#B2 :

左 右



如 果 恒 压 阶 段 结 束 后

直 接 转 到 涓 流 阶 段



就 会 出 现 电 池 的 电 压 高 于 充 电 器 输 出 电

压 的 情 况



充 电 电 流 为 零



强 迫 程 序 结 束



所 以 在 恒 压 阶 段 结

束 后



程 序 先 进 入 一 个 恒 压 转 涓 流 阶 段



在 此 阶 段



将 充 电 电

流 控 制 到

,$#$$ A(

之 间



随 着 充 电 电 流 的 下 降



电 池 两 端

的 电 压 也 会 下 降



当 电 池 两 端 的 电 压 降 至

2$ :

以 下 时



程 序

转 到 涓 流 阶 段 继 续 对 电 池 进 行 充 电



从 而 真 正 实 现 了 三 段 式

的 充 电 模 式



涓 流 阶 段 持 续 半 小 时 或 者 充 电 电 流 小 于

/$ A(

后



单 片 机 在 蜂 鸣 提 示 后



进 行 到 睡 眠 状 态



充 电 过 程 结 束



在 单 片 机 的 整 个 工 作 过 程



充 电 器 的 输 出 电 压 和 输 出 电

流 一 直 被 监 控



如 果 单 片 机 的 程 序 末 完 成



蓄 电 池 即 被 取 下



这 时 开 关 管 开 通 时 储 存 在 变 压 器 里 的 能 量 无 法 被 充 分 释 放



长 时 间 后 会 导 致 变 压 器 的 磁 饱 和



继 而 烧 毁 充 电 器



所 以 在

程 序 中



设 定 当 充 电 电 流 为 零



充 电 过 程 即 强 制 结 束



如 果 检

测 到 充 电 器 的 输 出 电 压 过 高 或 输 出 电 流 过 大



充 电 程 序 也 会

强 制 结 束



保 护 蓄 电 池 不 会 损 坏



图

.

充 电 器 电 路 图

?CDB .

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