【42页】毕业论文：基于80196KB单片机的铅酸蓄电池智能充电系统的设计.doc文档在线阅读

结构简单便于操作维修方便成本低。

在放电方法的实现上，采用大功率管进行控制，以控制放电电流大小，保持其高稳定性。

课题的研究现状充电技术的发展状况对于铅酸蓄电池来讲，传统的充电方法主要有恒流充电恒压充电和恒压限流充电。

这些传统的充电方法，方面控制电路简单，实现起来比较容易另方面充电时间比较长，充电方法过于单，会对蓄电池本身造成损害，以至影响蓄电池本身的使用寿命。

在系统设计中，充电电源采用开关电源。

充电相结合的充电方法，将充电过程分成几个子充电过程，充电电流总体上呈逐级递减的趋势并保持恒定电压，而每个子充电过程按正脉冲充电停充负脉冲放电停充再正脉冲充电这种循环过程进行，直至电池的容量达到额定容量的以上。

之后转入浮充状态，使电池电量完全恢复，即达到额定容量。

系统的结构原理框图本充电系统的结构原理框图如图所示，它包括提供充电的电源和作为管理中心的控制系统。

在系统设计中，充电电源采用开关电源。

系统的结构原理框图本充电系统的结构原理框图如图所示，它包括提供充电的电源和作为管理中心的控制系统。

之后转入浮充状态，使电池电量完全总体上呈逐级递减的趋势并保持恒定电压，而每个子充电过程按正脉冲充电停充负脉冲放电停充再正脉冲充电这种循环过程进行，直至电池的容量达到额定容量的以上。

部分内容简介度地加快蓄电池的化学反应速度，缩短蓄电池达到满充状态的时间，使充电速度得到最大的提高另方面，又要保证蓄电池负极的吸收能力，使负极能够跟得上正极氧气产生的速度，以避免电池的极化现象。

根据上面的标准和实际的对象，在分析了传统的充电方法和几种快速充电方法的基础上，本充电系统采用恒压限流充电和脉冲充电相结合的充电方法，将充电过程分成几个子充电过程，充电电流总体上呈逐级递减的趋势并保持恒定电压，而每个子充电过程按正脉冲充电停充负脉冲放电停充再正脉冲充电这种循环过程进行，直至电池的容量达到额定容量的以上。

之后转入浮充状态，使电池电量完全恢复，即达到额定容量。

系统的结构原理框图本充电系统的结构原理框图如图所示，它包括提供充电的电源和作为管理中心的控制系统。

在系统设计中，充电电源采用开关电源。

通常把采用交流直流交流直流这种电路的装置称为开关电源。

从输入输出关系来看，开关电源是种交流直流的变流装置，然而由于开关电源采用了工作频率较高的交流环节，变压器和滤波器都大大减小，因此同样功率条件下其体积和重量远远小于传统的相控电源。

除此之外，工作频率的提高还有利于控制性能的提高。

系统的主回路由充电电路放电电路及控制电路组成，其中充电电路采用整流桥式电路。

图系统的结构原理框图控制电路部分实际上是个实时监测和控制系统，包括对电池温度蓄电池端电压充电电流等参数的监测，对收集信息的分析和计算处理，对充电机工作参数的设置和显示等。

其控制过程主要是通过采集蓄电池的相关参数，送入单片机进行预定的分析和计算，得出相应的控制数据，从而控制输出电压电流，完成对蓄电池的智能充电。

其中控制电路的核心采用单片机芯片，具有高度的集成度。

充放电方法的控制与实现在充电方法的实现上，我们设计了以单片机控制为主的控制方法，将采集到的电池温度电池端电压充电电流等状态信息，送入后要进行必要的处理和判断，以此来改变充电方式，实现智能充电。

其优点是结构简单便于操作维修方便成本低。

在放电方法的实现上，采用大功率管进行控制，以控制放电电流大小，保持其高稳定性。

课题的研究现状充电技术的发展状况对于铅酸蓄电池来讲，传统的充电方法主要有恒流充电恒压充电和恒压限流充电。

这些传统的充电方法，方面控制电路简单，实现起来比较容易另方面充电时间比较长，充电方法过于单，会对蓄电池本身造成损害，以至影响蓄电池本身的使用寿命。

针对传统的充电方法充电缓慢安全性能不好等缺点，目前国内外陆续提出了些新型的充电方法，如定化学反应状态法脉冲式充电法变电流间歇定电压充电法铅酸蓄电池组充电电源充电控制系统设备分级定流充电法变电压间歇充电法等。

对铅酸蓄电池来讲，其中的分级定流充电法己经得到了广泛的应用。

这些充电方法的原理绝大多数都是在传统方法的基础上加以改进，以便使其充电电流能够更好地逼近蓄电池的可接受充电电流曲线。

近几年开始有人采用些更加新颖的充电方法，例如模糊控制充电法。

这种充电方法开始摆脱传统充电方法的束缚，将模糊控制技术引入充电方法，利用模糊控制本身适合处理多输入多输出非线性系统的优势，能够更好的处理蓄电池充电过程中的时变性和抗干扰等常规控制方法所难以解决的问题。

充电电源的发展状况目前，常用的充电电源主要有以下三种相控电源线性电源开关电源。

相控电源是比较传统的电源，它是将市电直接经过整流滤波后输出直流，再通过改变晶闸管的导通相位角，来控制整流器的输出电压。

相控电源所用的变压器是工频电源变压器，它的体积比较庞大，由此造成相控电源本身的体积庞大效率低下，并且该类电源动态响应差可靠性能低。

目前相控电源己经有逐步被淘汰的趋势。

线性电源是另种常见的电源，它是通过串联调整管可以进行连续控制的线性稳压电源。

线性电源的功率调整管总是工作在放大区，流过的电流是连续的。

由于调整管上损耗功率比较大，所以需要采用大功率调整管并且需要装配体积很大的散热器。

随着电力电子技术和自动控制技术的发展，尤其是大功率高压场效应管等新型高频开关器件的出现，使得开关的速率大大提高。

关断时间加快，使存储时间大大缩短，从而大大提高了开关频率。

提高功率变换器的开关频率，可以提高其性能，同时还可以减小功率变换器中的变压器体积和重量，以及电感电容等无源器件的容量，进而可减小它们的体积和重量。

并且当开关频率高于时，可消除噪声对人耳的影响。

传统的充电方式恒流充电在充电过程中随着电池电压的变化要调整电流使之恒定，般采用率或率电流充电。

这种维持电流恒定的方法，从直流发电机和硅整流装置中都能得到实现，其操作简单方便，易于做到。

这种充电方法特别适用于由多数电池串连的电池组，落后电池的容量易于恢复，最好用于小电流长时间的充电模式。

恒流充电方式的不足是，开始充电阶段电流过小，在充电后期充电电流又过大，整个充电时间长，析出气体多，对极板冲击大，能耗高，充电效率不超过。

鉴于这个缺点，在国外除非蓄电池需要长时间小电流进行活化充电外，已经较少使用。

这种充电方法，充电时间均在以上。

恒压充电此法是对每只单体电池以恒定电压进行充电。

因此充电初期电流相当大，随着充电进行，电流逐渐减小，在充电终期只有很小的电流通过，这样在充电过程中就不必调整电流。

此方法较简单，因为充电电流自动减小，所以充电过程中析气量小，充电时间短，能耗低，充电效率可达，如充电电压选择得当，可在内完成充电。

其缺点是在充电初期，如果蓄电池放电深度过深，充电电流会很大，不仅危及充电机的安全，电池也可能因器现场和恢复寄存器现场所支付的软件开销，大大方便了程序设计。

键盘带路模拟检测电路显示电路执行电路最小系统图单片机最小系统电路原理图有套效率更高执行速度更快的指令系统，可以对带符号数和不带符号数进行操作乘位指令的执行时间为位除位指令的执行时间为还有符号扩展数据规格化等指令。

模拟量检测电路模拟量检测电路用于检测充电电源输出电压充电电源输出电流电池组充电电压电池组充电电流和环境温度等。

因单片机只有个模拟量输入通道，我们通过模拟开关实现充电机输出电流和环境温度之间的切换。

需要说明的是，充电电源到电池组之间有个二极管，因此充电电源输出电压和电池组电压并非总是相等，而充电电源在为蓄电池充电的同时，还要为些经常性负载供电，所以，充电电源输出电流和电池组充电电流也并非总是相等。

电压电流的检测分别选用北京莱姆公司生产的型电压传感器和型电流传感器。

温度的检测，采用型集成温度传感器，测量简单准确。

键盘电路该控制系统设有个输入键，分别为主充键浮充键均充键和报警屏蔽键。

前个键用来进行充电方式的手动改变，故障屏蔽键用来屏蔽本次故障报警当操作维护人员己经知道故障发生，但还没排除故障时使用。

为提高抗干扰能力，键盘部分要加电容滤波，该个键通过单片机的高速输入口，输入。

另外，通过口接高电平或低电平，使选择常用充电方式或电力部规定的标准的充电规律。

常用充电方式为电池制造厂家提供的，人们所普遍采用的从主充电均充电到浮充电的充电方式。

而充电方式和常用充电方式的区别是，每隔个月要重复次从主充电均充电到浮充电的全过程。

键盘采用检测法编程，每检测次延时，延时采用对主程序自然周期计数的方式实现，以提高程序运行效率，连续次检测到键被按下，才执行该键处理程序。

显示电路显示电路由以下几部分组成充电电压充电电流数值显示电路充电方式指示电路过电压过电流交流电源失电等故障指示电路。

充电方式指示电路和过电压过电流交流电源失电等故障指示电路分别使用和等输出口，后经缓冲，驱动发光二极管进行状态和故障指示。

数值显示共有个数码管单元，组成组位半数值显示器，由地址译码器反相器数据总线缓冲器锁存器和数码管专用驱动电路大尺寸共阳极数码管等组成。

地址译码器的脚分别接低位地址线，脚接的写信号线，脚接单片机最小系统中的脚，脚接高电平，为译码器输出，经反相器以作为数码管显示的位选线，接的脚。

数值显示采用静态显示，先将数据线用片缓冲，再分别驱动个锁存器，的输出经过放大后，驱动大尺寸共阳极数码管。

根据上述接法，个数码管的地址分别为到。

执行电路该控制系统的执行电路非常简单，其控制任务有个充电方式切换根据充电方式需要电池容量状态操作命令等，分别进行主充电均充电和浮充电。

主充电为恒压限流充电，实现办法是通过输出主充电流的给定值，从输出高电平，通过模拟开关的脚，将反馈信号切换为电池组充电电流。

浮充电为恒压充电