蓄電池充電智能管理器的設(shè)計(jì)

摘要：為了在蓄電池充滿電后能夠自動(dòng)斷電，利用PIC單片機(jī)設(shè)計(jì)了蓄電池充電專用管理器。該管理器具有自我學(xué)習(xí)的功能，智能記憶蓄電池滿充狀態(tài)，能適應(yīng)現(xiàn)有的各種蓄電池充電器，對(duì)蓄電池進(jìn)行智能充電，最大限度地保護(hù)電池，延長(zhǎng)使用壽命。在無人看管的情況下，蓄電池充滿電后自動(dòng)斷電，有效避免火災(zāi)隱患和電器故障的發(fā)生，也能節(jié)約寶貴的電能。
關(guān)鍵詞：蓄電池充電；自我學(xué)習(xí)；PIC12F675；智能控制；節(jié)能

0 引言
現(xiàn)有的蓄電池充電器中有很多質(zhì)量低劣的不合格產(chǎn)品，有的劣質(zhì)充電器實(shí)際上就是一個(gè)沒有安全保證的簡(jiǎn)易變壓器，大部分充電器在蓄電池充滿電后不進(jìn)行智能斷電而長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，對(duì)電池的壽命會(huì)有一定的影響；現(xiàn)有的充電管理器普遍不具備自我學(xué)習(xí)功能，無法判斷電池的充電狀態(tài)，不能在蓄電池已充滿電的情況下智能的切斷電源。本文設(shè)計(jì)一種蓄電池充電專用管理器，能適應(yīng)現(xiàn)有的各種蓄電池充電器，具有自我學(xué)習(xí)的功能，智能記憶蓄電池滿充狀態(tài)，對(duì)蓄電池進(jìn)行智能充電，最大限度地保護(hù)電池，延長(zhǎng)使用壽命。

1 硬件電路組成及工作原理
1．1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
智能充電管理器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，本文設(shè)計(jì)的電路包括充電電流檢測(cè)電路，以單片機(jī)PIC12F675為核心的智能控制電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路和為各電路提供工作電源的開關(guān)電源電路。

1．2 PIC12F675單片機(jī)
PIC12F675單片機(jī)是PIC12系列單片機(jī)，采用RISC型CPU內(nèi)核，僅需學(xué)習(xí)35條指令，除了跳轉(zhuǎn)指令以外所有指令都是單周期的，由于采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，以及指令的讀取和執(zhí)行采用流水作業(yè)方式，使得PIC單片機(jī)的運(yùn)行速度大大提高；PIC單片機(jī)是最節(jié)省程序存儲(chǔ)器空間的單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，PIC單片機(jī)每個(gè)I／O口的吸人和輸出電流最大值可達(dá)25 mA。PIC系列單片機(jī)集成了上電復(fù)位電路、I／O引腳上拉電路、看門狗定時(shí)器等，可以最大程度的減少或免用外接器件，以便實(shí)現(xiàn)“純單片”應(yīng)用。本文中PIC12F675單片機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)的工作進(jìn)行實(shí)施調(diào)度，實(shí)現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負(fù)載的管理、工作狀態(tài)的指示等。
1．3 充電電流檢測(cè)電路
充電電流檢測(cè)電路如圖2所示。電流互感器T2初級(jí)的兩個(gè)輸入端串接在蓄電池充電電路的交流電壓一個(gè)輸入端，次級(jí)與取樣電壓電阻R2并聯(lián)，電阻R2將感應(yīng)的交流充電電流轉(zhuǎn)換成交流電壓，并連接到運(yùn)算放大器LM358A的反相端2腳，運(yùn)算放大器LM358A的1腳輸出放大的交流電壓信號(hào)經(jīng)整流二極管D2輸出至單片機(jī)中進(jìn)行A／D采樣，在整流二極管D2的輸出端連接電解電容C6進(jìn)行濾波。運(yùn)算放大器LM358A被接成反相放大器，反相放大器增益K在這里僅由R1和R3的取值決定：K=R3／R1，當(dāng)蓄電池開始充電時(shí)，感應(yīng)的交流電流信號(hào)經(jīng)R2轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)后輸入LM358A進(jìn)行放大，放大后的交流電壓信號(hào)，通過二極管D2整流，C6濾波將交流電壓信號(hào)平均為直流電平信號(hào)，連接單片機(jī)PIC12F675的GP2端采樣端口部分。