利用PIC單片機的蓄電池充電智能管理器設計實例

1.6 開關電源電路

為了提高電能利用率，保證電路工作的穩(wěn)定性、可靠性，最大限度的減少由電源波動帶來的誤操作，本設計中采用以TOP221單片開關電源為核心的開關電源電路。

如圖5所示，交流電AC由兩個AC接點Net1，Net2輸入，經C2和T4組成的EMI濾波器抑制電磁噪聲，進入整流電路D4。整流后的脈動直流電經C1濾波，提供給TOP221開關調制電路。

高頻變壓器T1的次極繞組有兩個，一個是主繞組，它提供電源的主能量，高頻電壓經肖特基二極管D6整流后由濾波電容C9，C10濾波，再經電感L1組成低通濾波器向負載輸出。L1主要是抑制高頻噪聲向負載輸出，以防止負載受其干擾。輸出端的電解電容C13是為了降低輸出的交流紋波系數(shù)而加的，它主要是降低輸出直流電壓的交流紋波。另一個次級繞組組成反饋電壓繞組，由二極管D7整流后加在光敏管U3兩端，輸出的反饋電壓加在光耦內的二極管正極上，電阻R13和高精度可調穩(wěn)壓管U4組成基準電壓源，為光耦提供基準電壓，這樣光耦中的二極管的發(fā)光強度是由輸出電壓控制的，經光耦耦合到T1的控制端，從而實現(xiàn)脈寬的可控，達到穩(wěn)壓目的，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定低電壓工作電源。該電源的輸入電壓范圍可達85～265 V AC，輸出電壓為5 V，可提供0.8 A的電流輸出。負載調整率為±1%，電源效率約為70%，輸出紋波電壓小于50 mV。

2 軟件設計

2.1 滿充狀態(tài)參數(shù)采樣和存儲

首次使用該充電管理器應預先將蓄電池充滿電，然后將蓄電池通過充電器接入充電管理器，按下學習采樣按鈕S2，將充滿電狀態(tài)的蓄電池充電電流的轉換電平存儲到單片機的E2PROM，作為判斷蓄電池是否充滿的依據(jù)。如圖6所示。

2.2 正常使用時的運行程序

在正常使用時，經插孔連接各種蓄電池充電器，單片機不斷的進行采樣，當采樣到蓄電池充電電流高于單片機的E2PROM存儲值時，單片機PIC12F675的GP2輸出低電平經電阻R9到三極管Q1的基極，三極管Q1截止，集電極上繼電器K1的線圈不得電，其常閉觸點保持閉合，保持管理器電源繼續(xù)充電。反之，當采樣到蓄電池充電電流的直流電平等于或低于滿充狀態(tài)時的直流電平時，單片機PIC12F675的GP2輸出高電平，三極管Q1導通，繼電器線圈得電，其常開觸點閉合，自動斷開蓄電池充電電源。軟件框圖如圖7所示。

3 結語

以PIC12F675為控制器的蓄電池充電管理器利用電池的充電電流作為輸入，通過使用自學習功能將蓄電池滿充狀態(tài)充電電流的轉換電平存儲到單片機的E2PROM中，作為判斷蓄電池是否過充的依據(jù)。在蓄電池充滿電后浮充一段時間，智能的切斷蓄電池充電電源，能夠保證電池的充足率并且保證不會過充。整個充電管理器體積小，結構簡單，成本低，并且具有良好的抗浪涌和防沖擊功能。通過某電子企業(yè)對該產品的生產和推廣，證明該充電管理器工作安全、穩(wěn)定，對蓄電池充電不僅能夠保證較高的充足率，而且可以延長電池的使用壽命，具有非常高的實用價值和推廣價值。