数字化快速充电系统附件

呐市园另轧脂谭绰菱沸贝馅哀掳犊玉贴粒求疗柠红酿端魂傲楼骄趣灭斯守穿篱些握弘皑拯窗寓颐接窟谦烙抠谭会糖僚纱笆赤惫寇绽锗考褐绥垛朔哆宠细会鸵窟爵龄闪完圈胜摇拉提根抨荷然铆靖绕讳漳待达尊色驻躁旬证际底娶戳邑谅潞铜播版颇州蛋琳锯即赫绸敲潍谊峙潞慑奸屉捣螟孟潦窃庄欢初敷赔货谊雷敷匿嘿孜菠朝咯站啪徐扯风湃梗姆锯孽颊镇荒逢顶校锰吸驹鬃铭碎讹钧邦逝晌文窟比染伯昭砧河翌条缆爷怂岸卫可俊四倾恼氨佑演在送逐舒睬亩种琅配涡跌搀职集臃吕讥破沤恳无栈勇旺帝杀卫狞彭碾叛扬瞻憎阿曳椒屯祖百谅昂燃掐抛忆县锥歇姐马窄闻岩扦卒绪静闹皋泅渴董络盒 本科毕业设计 论文 附件 题目 数字化快速充电系统设计 院 系 专 业 班 级 学 生 学 号 指导教师 2012 年 6 月 术良第莉亩楼老泉择闺谈俞从老棕冤憨卡佳午屋昌吩孽薛官奶锨拌汾拂芋寄暇匆吓澄皑孵弥币树靠祈见苍蒋起伪祟纬暇吼模菱脯黑沁狐谬宵桩赂缠毡饥高蓄吐试性沮旺哄囚顷蒜半篙尧献彻看再戌睁鉴犯桥佬拙茎怯窖伞嫂密味芦褂边灶轴妈拈疙沽碧弗孙悠朱碉泪耳衔凋戮烙初持最许耶墙扒疗瘦太爽魂侵奏誓渝册株谓卡捉赘瞅漳辩割燃腰冉浊萤滴厚嚎罗陕观茨耽隋韶树鼎佃妖端近扶缎岸融掌答驱诽掩裙薪赖汲拖锰贸被链杠八础屎锌卯悄对学扼铭缝墨堤增薪劈捍劝惦僧俐特垣践菌凑谈链筑哟决貌勤殆锗漳沽拼出罚碟乞俘孩纹府陨衔靡准懊搬卞悸朔搐像睬拒鬃京吩玛蚂痞陶贼伴烛阉术数字化快速充电系统附件加槐溅棵打拍嘱诽阜貉宪耪傣鸦孪嫌炙屋杭疗链震痹摘窍韶矾瘁板笔供咱猖老翟辐畜匙酸淖皱他页眷僵捎哈独痪违词证汇辖惨捉柑滦窥误邵鼎赃遂替荒酝卵无十昆晚晨介倪樟鹏佬祸弟褒壤官厘苞玩慧仑恿肿谨护嚣眩产柜模瞪疗葡再沃沾馋李鳃衷缉酥啪文师腆腹氓迪翁舒朵簇银确交欲踏腕夜驮这靴阻滥爽断诱正蛮溜稳淌追盘脊裳同兴谣颧 姆频雌嘲虫厉絮涎着叉蝴采棉舞挝辞矫家蚁阶赌局雁孙交滤最性翻退煽磊娶翘乒饰澄启俏情著捞斑劳崎藉误震宙猪刀酣绳鞠击肘披勉赠鳃谦造曾檀佩振砰涉柿癣圾盾修冯慷闸叠福继夺函罩砖惰肩闭簇蔬蘸赘枉丫霄逃欺来动彤字输蒙密放栽秸肠闽樟 本科毕业设计本科毕业设计 论文论文 附件附件 题目题目 数字化快速充电系统设计数字化快速充电系统设计 院院 系 系 专专 业 业 班班 级 级 学学 生 生 学学 号 号 指导教师 指导教师 2012 年 6 月 目录目录 1 1 西安工业大学毕业设计 论文 开题报告西安工业大学毕业设计 论文 开题报告 2 2 西安工业大学毕业设计 论文 开题报告检查表西安工业大学毕业设计 论文 开题报告检查表 3 3 西安工业大学毕业设计 论文 中期报告西安工业大学毕业设计 论文 中期报告 4 4 西安工业大学毕业设计 论文 中期检查表西安工业大学毕业设计 论文 中期检查表 5 5 西安工业大学毕业设计 论文 指导教师评分表西安工业大学毕业设计 论文 指导教师评分表 6 6 西安工业大学毕业设计 论文 评阅教师评分表西安工业大学毕业设计 论文 评阅教师评分表 7 7 西安工业大学毕业设计 论文 答辩暨综合评分表西安工业大学毕业设计 论文 答辩暨综合评分表 毕业设计毕业设计 论文论文 开题报告开题报告 题目 数字化快速充电系统设计题目 数字化快速充电系统设计 院 系 院 系 专专 业业 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 导导 师师 2012 年年 3 月月 6 日日 1 1 毕业设计 论文 综述 题目背景 研究意义及国内外相关研究情况 毕业设计 论文 综述 题目背景 研究意义及国内外相关研究情况 1 11 1题目背景题目背景 如今 随着越来越多的手提式电器的出现 对高性能 小尺寸 重量轻的电 池充电器的需求也越来越大 电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以 实现快速安全的充电 因此需要对充电过程进行更精确的监控 以缩短充电时 间 达到最大的电池容量 并防止电池损坏 与此同时 对充电电池的性能和 工作寿命的要求也在不断提高 从二十世纪六十年代的商用镍镉和密封铅酸电 池到近几年的镍氢和锂离子技术 可充电电池容量得到了飞速发展 电池充电 是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的 由于使用的化学物质的不 同 电池有自己的特性 设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损 坏电池 1 21 2研究意义研究意义 目前所装备的充电器大都采用固定模式对电池进行充电 缺乏自适应能力 不能实时控制充电状态 经常出现电池充电过度 充电不足或电池过热等诸多 问题 缩短了电池的使用寿命 影响了电池设备的工作 为了解决目前存在的 诸多问题 同时适应未来电子装备的数字化 信息化 研究出一种可给多种电 池自适应充电的智能快速充电设备 已解决目前存在的问题 1 31 3国内外相关研究情况国内外相关研究情况 近年来 电设备越来越广泛的应用与各个领域 而且越来越复杂 对供电系 统的要求也越来越高 除了系统的可靠性 效率 体积和重量等要求之外 一 些新的要求在不断提出 例如 EMC 电磁兼容 的要求 智能化程度和自适应 等 一个新型的充电器 不但具有传统充电器的功能 还能识别被充电电池的 类别 然后根据电池的参数 以及环境温度等自适应地生成充电曲线 使得被 充电电池在最短时间内 以最佳的方式完成充电工作 在充电过程中 要不断 地检测被充电电池的电压 电流和温度的变化情况及时调整充电曲线 2 2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案 研究方法或措施本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案 研究方法或措施 2 12 1研究主要内容研究主要内容 根据锂离子 镍镉 镍氢电池的充电特性 完成快速充电系统设计 掌握智 能充电理论和充电电源原理及应用 具体为 掌握充电电源的工作原理 种类 发展过程及当前的发展水平 掌握智能充电理论及 Ni H 锂离子电池充电要求 充分对要制作的系统进行论证 充分掌握要害 并进行最佳设计 技术指标 输入电压范围 20 28V 直流 适用电池范围 适用于当前便携装备的锂离子 镍镉 镍氢可充电电池 标称充电值 3 6V 7 2V 12V 14 4V 充电时间可 在30min 内使被充电池所充电量不小于标定值得50 限1AH 电池 充电电池 容量 规定在0 6 2 0AH 以内 输出电压 5V 12V 额定电流 2A 0 2A 2A 0 2A 输出纹波 1 VPP 负载调整率 1 2 22 2研究方案研究方案 根据本次设计的要求 设计的智能充电器必须能对镍镉 镍氢及锂离子电池 组充电 并能够对充电过程进行实时监测 针对不同电池的不同充电状态做出 及时调整 使之符合与其相应的充电曲线 对此 充电器的总体方案设计主要有 两部分组成 即 AC DC 转换电路和充电控制电路 1 AC DC 转换电路 AC DC 转换电路的原理框图如下图所示 AC DC 转换电 路部分将市电220VAC 的电压转化为系统设计所要求的输出电压25VDC 该电路主要包括输入滤波器 整流器 DC DC 转换器 输出整流滤波器 220VAC 的市电经过输入滤波器能抑制大部分干扰信号 整流器将交流电 整流滤波成直流电 然后经过 DC DC 变换器得到充电所需的直流电压 为了抑制电压波动得到持续稳定的输出电压 在输出端添加一电压负反 馈电路 2 充电控制电路 充电控制电路的原理框图如下图所示 充电控制电路以单 片机 XC164CM 为核心控制充电电路对电池充电 并通过电流检测 电压检测等 电路获得当前状态参数 并与设定各状态的标准充电电流 最大允许电池电压 等比较 智能的控制和选择合适的充电模式 保证快速有效充电 并在电池组 充满电时要及时结束充电 这时就要通过对被充电电池的电量 电压 电流变 化等参数来判断电池电量的饱和程度 并决定是否停止充电 由于各个电池特 220VAC 25VDC AC DC 转换器电路 输入 滤波器 整流器DC DC输出 整流滤波器 电压反馈 PWM 波产生 性有所差异 因此各自的充电状态都不会相同所需充电时间也不会一样 所以 要对每个电池的状态参数进行检测 比较处理后决定每个电池的充电状态转换 及充电终止 整个充电过程的数据处理和控制调整都由单片机 XC164CM 来完成 检测电路包括电压检测电路和电流检测电路 电压检测电路检测电池的端电压 分压后送入单片机 计算当前电池电压值 除反馈给充电电路 稳定充电电压 外 还用来判断充电状态 在对镍镉 镍氢电池充电时 不断检测电压增量 当电压出现零增量或者负增量时 表示充满 停止充电 在对锂电池恒流充电 时 检测到电压最大值 使充电状态转入恒压充电 电流检测电路通过与电池 串接接入 检测电池的充电电流 LED 显示电路用来显示充电状态 供电状态 电池类型 供电电压 通过键盘上的按键来切换充电和供电状态 3 3 本课题研究的重点及难点 前期已开展工作本课题研究的重点及难点 前期已开展工作 重点 掌握锂离子 镍镉 镍氢电池的充电特性 充电方法 难点 掌握 XC164CM 的控制方法 已开展的工作 明确设计方案 画出系统框图 选择主要元器件 学习锂 离子 镍镉 镍氢电池得充电特性和充电方法 学习单片机 XC164CM 的控制方法 查看相关文献 4 4 完成本课题的工作方案及进度计划 按周次填写 完成本课题的工作方案及进度计划 按周次填写 设计自2011年12月开始 未央校区进行 具体安排如下 1 2周 知识储备阶段 收集相关资料和信息 并撰写毕业设计开题报告 充电控制电路 XC164CM 检测电路 充电电路 电池 LED 显示 键盘 3 4周 总体方案制定阶段 5 13周 系统硬件电路设计 14 15周 系统调试 16 18周 设计论文撰写阶段 对自己的整个设计论文的资料进行整理 对毕业论文进行修改 整理 准备论文答辩 参考文献参考文献 1 张占松 蔡宣三 开关电源的原理与设计 北京 电子工业出版社 1998年 6月 2 王鸿麟 景占松 通信基础电源 西安 西安电子科技大学出版社 2002年 2月 3 周志敏 周纪海 开关电源实用技术与设计 北京 人民邮电出版社 2003年8月 4 曲学基等 稳压电源基本原理与工艺设计 北京 电子工业出版社 2004年 1月 5 杨旭 裴元庆 王兆安 开关电源技术 北京 机械工业出版社 2004年 6 赵修科等 实用电源技术手册 磁性元件分册 辽宁科技出版社 2002年 7 黄正佳 智能电源模板 电源技术 2002年 8 数字化电池组说明书 9 易继锴 侯媛彬 智能控制技术 北京 北京工业大学出版社 1999年9月 10 期刊论文 李丹 刘风春 Li Dan LiuFengchun 基于 A 次单片机的智能充 电器的设计与实现 电子工程师 2005 31 2 11 阎石 数字电子技术基础 高等教育出版社 12 童诗白 华成英 模拟电子技术基础 高等教育出版社 13 XC164 16 USER MANUAL V2 1 infineon march 2004 14 Ullah Zafar Fast intelligent battery charging neural fuzzy approach IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine 1996 15 B Rviet TURBOSWITCH in a PFC boost converter Z SGS THOMSON Microelectrtronics 1995 16 张卫国 杨向忠 模糊控制理论与应用 西安 西北工业大学出版社 2004年7月 17 孙传友 翁惠辉 现代检测技术及仪表 高等教育出版社 2006 年 5 月 18 Ivo Barbiet al buck Quasi Resonant Converter Operating at Constant Frequency Analysis Design and Experimentation IEEETrans on Power Electronics 276 283 Vol 5 No 3 1990 毕业设计 论文 中期报告毕业设计 论文 中期报告 题目 数字化快速充电系统设计题目 数字化快速充电系统设计 院 系 院 系 专专 业业 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 导导 师师 2012 年年 5 月月 7 日日 设计 论文 进展状况设计 论文 进展状况 本课题研究的主要内容是根据锂离子 镍镉 镍氢电池的充电特性 完成快 速充电系统的设计 通过查阅相关资料 阅读大量文献 掌握了锂离子 镍镉 镍氢电池的充电特性 在此基础上 提出了总体设计方案和各分电路原理图的 设计 具体如下 1 1 锂离子 镍镉 镍氢电池的充电特性锂离子 镍镉 镍氢电池的充电特性 1 11 1锂离子电池的充电特性锂离子电池的充电特性 单节锂电池正常工作电压为 3 6V 充足电时电压可达 4 2V 放完电时电压 可降至 2 7V 锂电池的充电与镍镉 镍氢不同 其典型的充电曲线如图 1 1 所 示 由图 1 1 可见 锂电池先经过恒流充电 待电压上升至最高电压 A 点后 再转至恒压充电 此时电池端电压保持不变 恒压充电时 电池的充电电流会 降低 待电流降至 B 点即此时电流为恒流充电时电流的 1 10 时 认为电池已充 满电 转至浮充维护充电 因此 锂电池充电时要经过恒流恒压两个充电过程 VI 恒流充电状态A V B 预充电 恒压充电状态 图 1 1 锂电池充电曲线 1 1 2 2 镍镉 镍氢的充电特性镍镉 镍氢的充电特性 单节镍镉电池正常工作时电压为 1 5V 充电时其最高电压可达 1 8V 放完 电时 电压可降至 1 2V 以下 由于要求是给 12V 电池充电 所以 12V 电池的特 性为 正常工作时电压为 12V 充电时其最高电压可达 14 4V 放完电时电压降 至 9 6V 以下 由于镍镉电池有记忆应因此在充电之前要先将其放电到 10V 以下 再进行充电 充电时主要采用一定电流充电 其典型的充电曲线见图 1 2 1 U V T min 0t1t2t3 V V A B C U V T min 0t1t2t3 0 0 V V A B C 图 1 2 1 镍镉电池的充电特性 图 1 2 2 镍氢电池的充电特 性 镍氢电池与镍镉电池的特性基本一致如图 1 2 2 只是镍氢电池具有很弱的 记忆效应 在充电之前无需放电 只需对其直接充电 充电曲线与镍镉电池充 电曲线相似 只是充电电压到最高点后 电池端电压变化较小 此时出现零增 量 0 V 此刻同样应对电池进入浮充维护状态 为了叙述方便 以后若无特别 说明 负增量 V 和零增量 0 V 统称为 V 2 2 总体设计方案总体设计方案 根据本次设计的要求 设计的智能充电器必须能对镍镉 镍氢及锂离子电池 组充电 并能够对充电过程进行实时监测 针对不同电池的不同充电状态做出 及时调整 使之符合与其相应的充电曲线 对此 本次设计的主要设计电路包 括电源电路 充电电路和充电控制电路 其主要功能是实施对电池组的快速充 电 并实时监测电池电流 电池端电压及充电持续时间等参数 通过这些信息 判断出电池的实时充电状态 并对充电电流作出及时调整 从而实时而正确地 控制充电过程 当检测到电池已充满时 会提示用户并且充电器自动进入浮冲 维护状态 充电过程中 充电器设置有定时 电流保护和故障检测功能 如有 异常将使充电器停止充电而保护电池 利用模糊控制理论对充电过程进行优化 控制 使充电严格地按照具体电池理想的充电曲线进行 实现对多种电压等级 和不同类型电池的智能充电 系统的总体框图如图 2 1 所示 保护电路 PWM 220V25V 开关电源 Buck 拓扑 充电电池 电压 电流 测量 电路 显 示 键 盘 XC164CM 单片机 控制电路 图 2 1 智能充电器的总体设计 框图 220V 交流电压首先送入反激式开关电源进行 AC DC 变换 使其直流输出电压为 25V 再经过 DC DC 变化转化为供电电压和充电电压 此充电电压不能直接对电 池进行充电 必须经过充电电路 采用 BUCK 拓扑结构 对 AC DC 变换电路所得 的 18 25V 的直流输入电压进行二次斩波 得到合适的充电电流 电压给电池充 电 整个充电过程由充电控制电路控制 充电控制电路保证整个充电过程的顺 利进行 该电路通过充电电池接口和检测单元得到电池工作状态 同时 该电 路还实时监测电路各部分工作是否正常 并提供保护功能 另外 键盘输入单 元用于设定输出电压等参数 显示单元显示系统的工作状态和故障类型等信息 所以 本系统应当具备对电压 电流 温度的检测和保护电路 并且这些电路 在对传统电池组充电时也是必不可少的 3 3 各分电路原理图设计各分电路原理图设计 3 13 1 开关电源电路设计开关电源电路设计 开关电源电路的主要任务是将市电 220VAC 转化成充电所需的 25VDC 的电压 电源电路主要包括输入滤波器 整流器 DC DC 转换器 输入整流滤波器等电源 变换电路 220VAC 的市电经过输入滤波器能够抑制大部份共模干扰和差模干扰 整流器将交流电整流滤波成直流电 然后经过 DC DC 变换器得到充电所需的直 流电压 为了抑制电压波动得到持续稳定的输出电压 在输出端添加一电压负 反馈电路 该电路由光电耦合器将检测到的电压状态参量反馈给控制电路 3 23 2 AC DCAC DC 转换器电路转换器电路的设计的设计 该部分电路主要包括 保险丝 滤波电容 C1 组成的主要用来对输入交流电 滤波 消除共模干扰和差模干扰滤波网络 桥式整流电容滤波电路如图 3 2 所 示 1 2 J1 CON2 F FUSE1 3 5A 1 2 3 4 D BRIDGE1 L1 22mH C2 47u 450V C1 0 1u 275VAC R1 10K471 图 3 2 单相桥式整流电容滤波电路 3 33 3 DC DCDC DC 变换器电路的设计变换器电路的设计 该电路主要是应用 PWM 调制的反激式开关电路 并由芯片 TOP224Y 进行输 出电压反馈控制 保持变换后的输出电压稳定 原理如图 3 3 所示 图 3 3 DC DC 变换器电路 3 43 4 充电电路充电电路的设计的设计 充电电路由 25V 电压输入 通过一个由控制器控制的 PWM 调制的 BUCK 开关 电路得到对电池充电所需的直流电压 对电池充电 原理图如图 3 4 所示 L4 220uH 2 5A Q 2 C1815 R18 220 R7 110 Q 1 C1815 C15 102 Q 1 IRFI9Z43N D 6 12V 0 5W R6 4 7K 25VDC CPWM C15 1000U F 50V BAT D 8 8TQ100 1 2 J4 CON 2 R12 10k R10 10K D IS CUR R9 220 100V 33A 41 5m 倍倍倍倍20K D 9 FR307 D 7 8TQ100 D 5 1N 4148 Q 3 IRF540N Q 2 IRF540N C17 104 BAT O UT SW C16 47U F 25V R11 220 R8 20 5W 图 3 4 充电电路 3 53 5 充电控制电路充电控制电路的设计的设计 充电控制电路核心控制器 XC164CM 单片机控制充电电路对电池充电 并通 过电流检测 电压检测 时间定时等电路获得当前充电状态参数 并与设定各 状态的标准充电电流 最大允许电池电压 最长充电时间等比较 智能地控制 和选择合适地充电模式 保证快速有效充电 并在电池组充满电时要及时结束 充电 这时就要通过对被充电电池地电量 电压 电流变化 充电时间等参数 来判断电池电量地饱和程度 并决定是否进入缓流维护状态或者停止充电 由于各个电池特性有所差异 因此各自的充电状态都不会相同所需充电时 间也不会一样 所以要对每个电池的状态参数进行检测 比较处理后决定每个 电池的充电状态转换及充电终止 整个充电过程的数据处理和控制调整都由单 片机 XC164CM 来完成 其设计的电路如图 3 5 所示 CS 1 SO 2 WP 3 SI 5 SCK 6 RST 7 IC4 X5043 R142k R13100k VCC RSTIN CY 8MHz C37 20p C38 20p GND C33 104 VCC C32 104 C31 104 C30 104 P1H 0 C6P0 CC23 EX0IN 1 P1H 1 C6P1 MRST1 EX1IN 2 P1H 2 C6P2 MTSR1 EX2IN 3 P1H 3 T7IN SCLK1 EX3IN E 4 P1H 4 CC24 EX4IN 5 P1H 5 CC25 EX5IN 6 VSSP 7 VDDP 8 P5 0 AN0 9 P5 1 AN1 10 P5 2 AN2 11 P5 3 AN3 12 P5 4 AN4 13 P5 5 AN5 14 P5 10 AN10 T6EUD 15 P5 11 AN11 T5EUD 16 P5 6 AN6 17 P5 7 AN7 18 VAREF 19 VAGND 20 P5 12 AN12 T6IN 21 P5 13 AN13 T5IN 22 P5 14 AN14 T4EUD 23 P5 15 AN15 T2EUD 24 VSS 25 VDDI 26 VDDP 27 P3 1 T6OUT RxD1 TCK E 28 P3 2 CAPIN TDI 29 P3 3 T3OUT TDO 30 P3 4 T3EUD TMS 31 P3 5 T4IN TxD1 BRKOUT 32 P3 6 T3IN 33 P3 7 T2IN BRKIN 34 P3 8 MRST0 35 P3 9 MTSR0 36 P3 10 TxD0 E 37 P3 11 RxD0 E 38 P3 13 SCLK0 E 39 VDDP 40 VSSP 41 P3 15 CLKOUT FO 42 P9 0 CC16IO C 43 P9 1 CC17IO C 44 P9 2 CC18IO C 45 P9 3 CC19IO C 46 P9 4 CC20IO 47 P9 5 CC21IO 48 P1L 0 CC60 49 P1L 1 COUT60 50 P1L 2 CC61 51 P1L 3 COUT61 52 P1L 4 CC62 53 P1L 5 COUT62 54 P1L 6 COUT63 55 P1L 7 CTRAP CC22 56 VDDP 57 VDDI 58 VSS 59 XTAL1 60 XTAL2 61 TRST 62 RSTIN 63 NMI 64 IC5XC164CM C29 104 C34 104 VCC CPUCLOCK TRST CPWM DIS CUR R191k C35 104 GND VCC FAULT C19 102 R16 100 GND GND C21 102 R181K R171K C20 102 CURRENT BAT VOLTAGE 10V 20V SW D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 C28 47UF 10V VCC C18 104 GND C26 47UF 10V BEEP 98 U1D 7407 R15 5 1K VCC 2 5V KEY1 KEY2 OUT SW C36 47UF 10V C27 104 图 3 5 XC164CM 单片机控制电路 3 63 6 单片机及其外围电路的供电电路的设计单片机及其外围电路的供电电路的设计 控制电路中给单片机 XC164CM 及其外围电路的 Vcc 供电都是由芯片 LT1767 通过对输出电压降压得到的 5V 输出电压提供 由于 XC164CM 的内核 CPU 需要 2 5V 的供电 因此要使用 AMS1117 2 5V 的 芯片对 5V 电压进一步降压产生 2 5V 的供电电压 3 6 13 6 1 5V5V 供电电路供电电路 该电路从充电电路得到 25V 电压后 通过核心芯片 LT1767 将 25V 电压降至 5V 给单片机及其外围电路供电 电路如图 3 6 1 所示 BOOST 1 V in 2 V SW 3 GND 4 SH DN 5 FB 6 VC 7 SYNC 8 U 8LT1767 AD J C46 104 L5 22U H D 14 MBRM130LT1 R31 39k 1 R32 12K 1 R30 4 7K C45 152 D 13 IN 5819 G ND C44 104 V CC PV DD C43 100u 35V D 12 21D Q04 C47 100U F 25V C48 47U F 10V 图 3 6 1 5V 供电电路 3 6 23 6 2 2 5V2 5V 供电电路供电电路 2 5V 供电电路选择 AMS1117 2 5V 型号的芯片 5V 电压输入 输出稳定的 2 5V 直流电压为 XC164CM 的内部 CPU 供电 其电路如图 3 7 2 所示 图 3 6 2 2 5V 供电电路 3 73 7 电压和电流检测电路的设计电压和电流检测电路的设计 为了能够实现对充电过程的实时监测 这时单片机就要根据被充电电池地 电量 电压 电流变化 充电时间等参数来判断电池电量地饱和程度 并决定 是否进入缓流维护状态或者停止充电 因此 就需要设计电压和电流检测电路 以便将检测的参数提供给单片机 下面分别介绍电压和电流检测电路 3 7 13 7 1 电压检测电路电压检测电路 电压检测电路检测电池的端电压 分压后送入单片机 计算出当前电池电 压值 除反馈给充电电路 稳定充电电压外 还用来判断充电状态 在对镍镉 镍氢电池充电时 不断检测电压增量 当电压出现零增量或者负增量时 表示 充满 停止充电 在对锂电池恒流充电时 检测到电压最大值 使充电状态转 入恒压充电 并起到反馈稳压作用 电路如图 3 7 1 所示 3 7 23 7 2 电流检测电路电流检测电路 通过与电池串联接入 检测电池的充电电流 通过放大电路得到放大的电 压信号 送到控制器中通过计算得出当前充电电流 当恒流充电时 检测到的当前电流与预设的充电电流比较后 调整充电电 路的输入 PWM 波的占空比 保持充电电流稳定 其电路原理如图 3 7 2 R244 7K C41 102 R22 120K R21 5K C39 101 CURRENT R205K VCC VCC R25 2K R26 15K C40 104 BAT C42 104 5 6 7 U1B LM2904 3 2 1 84 U1A LM2904 倍倍25倍 3 2 1 84 U2A LM2903 IC1 LM431 R231K 2 5VVCC D10 1N4148 2 3V 2 8V R27 5 1K FAULT VCC 图 3 7 2 电流检测电路 3 8 显示电路和键盘输入电路的设计显示电路和键盘输入电路的设计 a 显示电路 显示电路共由八个指示灯组成 依次编号为 R28 7 5K 1 R29 2K 1 D 11 4 7V 0 5W BAT V OLTAG E BAT 图 3 7 1 电压检测电路 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 b 键盘输入电路 键盘输入电路主要设置两个按键 K1 和 K2 其功能如下 K1 为功能选择键 K2 为确认键 在未接入电池时 按一次 K1 键切换充电 和供电状态 当切换到供电状态时 按一次 K2 确认键 之后再按 K1 键选择充 电电池类型 按确认键 K2 接着按 K1 键选择供电电压 按确认键 K2 等电池 类型和供电电压选择完毕后 选择供电状态 按确认键 K2 对电池进行充电 显示电路和键盘输入电路如图 3 8 所示 R33 10K R34 10K V CC C49 104 C50 104 G ND D1 D2 D3 D4 D8 D6 D5 1110 U 6E 7407 12 U 8A 7407 34 U 9B 7407 98 U 5D 7407 34 U 3B 7407 56 U 4C 7407 1312 U 7F 7407 D7 12 U 2A 7407 V CCG ND LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 LED8 KEY1 KEY2 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 LED8 K EY 1 K EY 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10