基于AVR的鋰電池智能充電器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　3.2.5 按鍵與顯示

　　充電器的功能按鍵響應(yīng)由ATtiny261的外中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)，與LED顯示相配合可獲知池放電狀況，并提醒系統(tǒng)即將終止。系統(tǒng)充放電的每個(gè)狀態(tài)都與相應(yīng)LED顯示對(duì)應(yīng)?？筛鶕?jù)電壓檢測(cè)判斷是否有電池裝入及提供電池短路保護(hù)，并給出LED報(bào)警信號(hào)。

　　3．3保護(hù)電路

　　由于鋰電池的化學(xué)特性，在使用過(guò)程中，其內(nèi)部進(jìn)行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)。但在菜蝗條件下．如對(duì)其過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流將會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇則會(huì)嚴(yán)重影響鋰電池的性能與使用壽命，甚至?xí)鸨ǘ鴮?dǎo)致安全問(wèn)題，因此鋰電池保護(hù)電路顯得至為重要。

　　如圖3所示，該電路選用精工的多節(jié)鋰電池保護(hù)芯片S8233構(gòu)成，可對(duì)電池電壓和回路電流進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，并通過(guò)對(duì)MOS管FET-A或FET-B的控制在某些條件下關(guān)斷究、放電回路以防止對(duì)電池發(fā)生損害。與其它電池保護(hù)芯片如S8254相比較，S8233還可通過(guò)外接MOS管FET1，F(xiàn)ET1及FET3來(lái)保證鋰電池組的充電平衡，這是其它類似芯片所不具備的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)單片機(jī)對(duì)S8233芯片CTL端子的控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池的故障保護(hù)?！　?p>　　4 軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，并在AVR Studio4環(huán)境下編譯調(diào)試完成。整個(gè)系統(tǒng)軟件內(nèi)充電主程序和中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要完成系統(tǒng)、變量及看門狗定時(shí)器的初始化．控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)充電功能。單片機(jī)完成初始化后，根據(jù)電池狀況判斷應(yīng)該進(jìn)入哪一個(gè)充電階段，然后通過(guò)AD采樣與中斷響應(yīng)完成PWM的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)階段的控制。主程序流程見(jiàn)圖4。程序中通過(guò)AD中斷子程序來(lái)改變PWM占空比，定時(shí)中斷子程序來(lái)控制最大充電時(shí)間，外中斷來(lái)判斷電池組放電狀態(tài)。

圖4 主程序流程

　　5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

　　實(shí)驗(yàn)中采用750mA恒流對(duì)3節(jié)1500mAh的鋰電池組進(jìn)行充電，充電電流．電壓測(cè)試曲線如圖5所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果她示，由單片開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)AC-DC的轉(zhuǎn)換，通過(guò)ATtiny261與S8233保護(hù)芯片的相互配合與控制所實(shí)現(xiàn)的鋰電池充電器，滿足了3節(jié)鋰電池組的充電要求，取得了較好的充電效果。

圖5 電池充電測(cè)試熱線

　　6 結(jié)束語(yǔ)

　　由于AVR ATtiny261良好的性價(jià)比，使得產(chǎn)品的智能性與應(yīng)用性大大提高，且縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)闊．降低了開(kāi)發(fā)成本。并且，系統(tǒng)采用綜合控制的軟件算法，避應(yīng)了不同型號(hào)及容量的鋰電池需求機(jī)電路集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，經(jīng)濟(jì)輕便，具有很大的實(shí)用價(jià)值。此外，在系統(tǒng)現(xiàn)有功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，充分利用ATtiny261的片內(nèi)外資源，通過(guò)其所具有的12C通信功能，可以很方便的升級(jí)為智能電源管理系統(tǒng)，直接成用于各種便攜式電子設(shè)備。

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：采用PWM控制的單片開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)充電，大大提高系統(tǒng)效率；基于AVRATtiny261的控制核心搜綜合控制的軟件算法，使系統(tǒng)控制更加靈活，便于進(jìn)一步升級(jí)開(kāi)發(fā)。