简易数控充电电源

简易数控充电电源摘要本系统以凌阳十六位单片机SPCE061A作为控制核心，可通过键盘在01000MA，012V范围内任意设置恒流/恒压输出，温度上限值及修改实时时钟。能够显示充电电流、电池电压、电池温度及充电时间，并具有过流、过压、过热保护和报警功能。恒流/恒压输出可实现无冲击切换，人机界面友好。关键词恒压源恒流源充电电源过热保护ABSTRACTTHISSYSTEMTAKESTHECONTROLCOREBYLINGYANG16MONOLITHICINTEGRATEDCIRCUITSPCE061A,MAYESTABLISHTHECONSTANTFLOWCONSTANTPRESSUREOUTPUTWILLFULLYTHROUGHTHEKEYBOARDINTHE01000MA,012VSCOPE,INTHETEMPERATURETHELIMITINGVALUEANDTHEREVISIONREALTIMECLOCKCANDEMONSTRATETHATTHECHARGINGCURRENT,THEBATTERYVOLTAGE,THEBATTERYTEMPERATUREANDTHEDURATIONOFCHARGING,ANDHAVETHEOVERFLOW,TOPRESS,THEOVERHEATEDPROTECTIONANDTHEWARNINGFUNCTIONTHECONSTANTPRESSURECONSTANTFLOWOUTPUTMAYREALIZETHENONIMPACTCUT,THEMANMACHINECONTACTSURFACEISFRIENDLYKEYWORDSCONSTANTPRESSURESOURCECONSTANTCURRENTCHARGINGSOURCEOVERHEATEDPROTECTION2目录一、方案选择与论证311总体方案论证312控制方案论证421系统硬件组成5211整流滤波与前级稳压电路设计5212D/A输出电路设计6213恒流/恒压源电路设计6214键盘及显示电路设计7215温度检测电路设计7216实时时钟电路设计722参数计算及元器件选择7221A/D与D/A的选择7222扩流管及运算放大器的选择7223开关集成稳压器的选择7224变压器的选择8三、软件设计8四、测试方法与数据941测试仪器942测试方法943测试数据9431恒流输出9432恒压输出10432过热保护测试12G1128、测试数据G2010G752412六、总G1347912参G13783G7003G1049812G19480G5417133一、方案选择与论证11总体方案论证G7693据G20076G11458G16213G8726，G20330G1820G4613整G1022系统的方案G17839G15904论证。整G1022系统G1186功能上G11487G11013G1016G18108G2010组成，G2010G2047为恒流源和恒压源，G3252G8504G991面G1039G16213G4613G3926G1321实现恒流及恒压G17839G15904方案的选择论证。方案一采用开关电源的恒流/恒压源VREF14DTC4IN12RT6CT5GND7E19IN11CMPEN3VCC12C18IN215CNTLO13C211IN216E210U1TL494CN10KR4RES210KR3RES210KR710KR801UFC1CAP100PFC256KR21MR1001UFC12D1MBR10100CT10KR91KR10100PFC41KR5D/AQ1IRF9540N1KR61MHLINDUCTOR85234671UOP07DP1R125KR1510KR145KR13231S1SWSPDTA1A2A3A4A1A5A3A4100R11A6A7A011G18331G11004开关电源的恒流/恒压电路G3926G328211G6164示。G1039电路G7171G11013TL494PWM控制电路及PG8819G17959MOSFETIRF9540G12573组成的G19489压G7037波电路,电G19471R9、R10及电G19471R12、运算放大器G2010G2047G18331G7691输出电压及电流，与D/A设G4462值G17839G15904G8616G17751，G1363G5483TL494输出PWMG2356G12366G8616改变，G7380G13468输出恒压G6122恒流。G8504方案的G1260G9869G7171开关电源的功G10587器件G5049作在开关G10378G5589，功G10587G6451G13803G4579，G3252G8504G18331G11004开关电源组成的恒流/恒压源具有G5468G20652的G6940G10587。G1306G1866G13582G9869G1075G5468G7138显，开关电源控制电路G13479G7512G3809G7446，输出G13453波大，G5468G19602G17810G2052G20076G11458的G16213G8726。方案二采用整流滤波电路与扩流电路组成的恒流/恒压源扩流电路G11013运放和扩流管组成，G1889G2164上G2474G7691电G19471G7512成G17139G2465G20316G19393G10627控制，具有G17751G20652的G12946度和G17751大的电流输出能G2159。G8504方案电路G13479G7512G12628单，G7143G1122实现，G5203G8879G11004G1122G16213G8726G993G3838G20652的G11464流电源G1025。G1306G11013G1122扩流电路与整流滤波电路G11464G6521G11468G6521，电G13605上的G2520G12193G5190G6212及G9022G9056冲击G1262G11464G6521作G11004G1122扩流电路，G5445G2721G1866恒流/恒压的G12946度。4A812方案三采用前级稳压与后级扩流电路组成的恒流/恒压源G8504方案在G328212的G3534G11796上G3698G2164G1114一级稳压电路G1823G7393G1114方案G1120的G13582G9869，稳压电路可以输出G8616G17751稳G4462的G11464流电压，G1889G13475G2530级扩流电路恒流/恒压可以G17810G2052G5468G20652的G12946度。稳压电路可以G11004三G12483G13459G5627集成稳压器G6122G1128G12483开关集成稳压器，G13459G5627稳压器G11013G1122G5049作在G13459G5627G10378G5589，功G13803G17751大G1000输出电流G17751G4579，G13792开关稳压器G5049作在开关G10378G5589，功G13803G5468G4579，能够输出G17751大的电流，可G4625G18339G1955G4579G6164G3698G2164的稳压电路G4557系统G6940G10587的G5445G2721。G1000集成开关稳压器G1363G11004G1075G8616G17751方便，输出G13453波G1075G8616G17751G4579。鉴G1122上面G2010G7524，本设计G18331G11004方案三。G20076G11458G16213G8726输出电流为100MA和200MA，可以G18331G11004三G12483G13459G5627稳压器，G1306G13783虑G2052G3698G2164的发挥功能，本设计G18331G11004开关集成稳压器。12控制方案论证方案一采用目前比较通用的51系列单片机G8504单片机的运算能G2159强，软件编程灵活，自G11013度大。虽然该系统G18331G11004单片机为核心，能够实现G4557外围电路的智能控制，G1306核心控制G18108件G1363G1100489C51时，为G17810G2052设计G12946度的G16213G8726，外围电路必须G2164上10位的A/D和D/A，这G4613G1363G5483整G1022系统硬件电路变G5483G3809G7446，G13792G100010位的A/D和D/A器件价格G17751G20652，G1363G5483系统的G5627价G8616偏低方案二采用凌阳16位SPCE061A单片机G8504单片机功能G17751强、兼容G5627好、G5627价G8616G20652；具有体积G4579、集成度G20652、G7143扩展、可靠G5627G20652、功G13803G4579以及具有G17751G20652的数据处理和运算能G2159，系统G7380G20652时钟可G1781049MHZ，运G15904速度快；G13792G1000凌阳SPCE061A单片机内G18108集成G1114A/D、D/A转换器，G993需外G2164A/D、D/A器件。通过G18331G7691G2474G7691，G13479合内G18108A/D、D/A，G7512成G19393G10627G2465G20316调整控制。G8504G12193方案既能实现智能化的特G9869，G12628化硬件电路，提G20652测G18339G12946度，同时G1075能利G11004软件G4557测G18339误差G17839G15904补偿，这给调试、维护和功能的扩展、G5627能的提G20652带来G1114极大的方便。综合上述论述，我们选择方案G1120，G18331G11004凌阳16位单片机。二、电路设计与参数计算521系统硬件组成系统框G3282（G3926G328221G6164示）A921本系统G11013凌阳SPCE061A单片机控制电路、恒流/恒压源电路、测G18339电路。单片机控制电路包括SPCE061A单片机、键盘电路和显示电路。恒流/恒压源电路包括电源电路、恒流/恒压源电路、以及SPCE061A单片机10位DAC的输出电路。测G18339电路包括电流及电压G18331G7691电路和SPCE061A单片机10位ADC输入前的电平转换电路。211整流滤波与前级稳压电路设计A1022本电路G1025220V电压G13475变压器G19489压为15V，G13475整流滤波G5483G2052脉动的G11464流电压。G3282G1025LM257615G11004G1122将脉动的G11464流电压变成稳G4462的G11464流电压，G1186G13792保证G1114G2530级恒流/恒压电路的G12946度。6212D/A输出电路设计G11013G1122凌阳DAC输出G7171电流，需G1820G13475I/V电路转换为电压。A1123213恒流/恒压源电路设计A1224G328224为G11013运算放大器以及G17810林顿管G7512成的恒流/恒压电路。G1866G1025J1、J3为恒流/恒压输出选择开关，J1、J3的G6521G13459G11468同，G1306动作时间并G993同步，这G7691可以G1955G4579恒流/恒压切换过程G1025的电压G6122电流冲击，保证电池的安全。J2、R3为保护电路，当过流过热时将电G19471R3串入，G1363G5483输出电流迅速G1955G4579，G1363电池免受G6451坏，延长电池G1363G11004寿命。7214键盘及显示电路设计为实现输出电压电流的任意设置，选G1100444的键盘，G18331G11004键盘控制芯片7289，只G2356G11004单片机的4G1022I/O口；液晶G18331G11004金鹏OCMJ4X8C,为节省I/O口资源G18331G11004串G15904G5049作方式。215温度检测电路设计G18331G11004一G13459数字温度传感器DS18B20,只需一G7693G13459与单片机通信，大大节省G1114单片机的I/O口资源。12位温度转换G7380大G11004时750MS，具有G5468G20652的测G18339G12946度。216实时时钟电路设计G18331G11004串G15904时钟芯片DS1302，只G2356G11004单片机的三G7693口G13459，G1000G1866外设G12628单只需外G652132768KHZ的晶振和电容即能G5049作。在VCC1引脚上G2164上备G11004电源，G1039电源关G19393的情况G991，G1075能保持时钟的连续运G15904。DS1302可为计算充电时间提供G3534准。22参数计算及元器件选择G7693据输出电压电流的指标G16213G8726和01000MA,012V以内输出电压电流任意设置的发挥功能G17839G15904参数的计算和元器件的选择。221A/D与D/A的选择G7693据G7380大输出电流1000MA，步G178391MA的G16213G8726，选择10位的D/A，即能满足G16213G8726。G11013G1122G7380大输出电压12V，G7380大电流1000MA，10位的A/D即能满足电压，电流G18331集G12946度的G16213G8726。222扩流管及运算放大器的选择运算放大器选择温漂G5468G4579的G12946密运算放大器OP07,扩流管选择G17810林顿管，G7693据G7380大输出1000MA的G16213G8726，并G13783虑一G4462的裕G18339，选择TIP122,G1866G7380大输出电流5A。223开关集成稳压器的选择G11013G1122G7380大输出电流1000MA，可选G11004LM2576系列开关稳压器，又G11013G1122G7380大输出电压10V，G1000G17810林顿管G16213G5049作在G13459G5627G10378G5589，一般G16213G8726VEC3V，G3252G8504选择输出为15V的LM2576。8224变压器的选择G11013G1122LM2576输出15V，G7380大输出电流1000MA，故G16213G8726变压器副边电压2151251212CVVU，G2474U215V。变压器副边电流I211I0MAX1110A11A。G13783虑变压器G6940G10587，80变压器原容G183392212151120608WUPPI，为G1114留有余G18339，可选择25W的变压器。三、软件设计程G5219的G1039G16213功能G7171实时检测输出电压电流及电池温度，并G4448成显示、恒流/恒压切换及过流过压过热保护G12573，同时G17836G16213显示时间，提供一G1022友好的人机G6817作界面。键盘以G1025G7041方式G5049作，可以G1363单片机及时G2721G5224G1866G1025G7041G7393G2165G16843G8726，通过键盘可任意设置输出恒流值、恒压值及温度上限值，G17836可修改实时时钟。G1039程G5219流程G3282G3G39四、测试方法与数据41测试仪器HG2170G3423G2464通G17959G1144流G8639G1251G15932，UT55G3423数字G987G11004G15932，G9381A18G3423G9381G13459式变G19471器（2A,150G161）,温度计42测试方法G11004G9381动变G19471器G19471值的变化G8181G6323电池的充电过程，恒流时G2010G2047G11004数字G987G11004G15932、G1144流G8639G1251G15932测G18339G18331G7691电G19471G1016G12483的电压并换算成电流，恒压时G2010G2047G11004数字G987G11004G15932、G1144流G8639G1251G15932测G18339G17139G17745G1016G12483的电压。过热保护测试时，G11004G2164热的G8712G8181G6323电池的温度。43测试数据431恒流输出50MA恒流输出G17139G17745电G19471/输出电流/MAG13453波电流/MA20150000537950100750850301073250000999549900811285010111336500008100MA恒流输出G17139G17745电G19471/输出电流/MAG13453波电流/MA11210000093579980084661000007586999010753100201178910000128681000006200MA恒流输出10G17139G17745电G19471/输出电流/MAG13453波电流/MA31200201378200000510220000081452000009198200301130019980073962001008500MA恒流输出G17139G17745电G19471/输出电流/MAG13453波电流/MA255002008495001010815000009965001007121500000915749990071755003006800MA恒流输出G17139G17745电G19471/输出电流/MAG13453波电流/MA3279980105780010076380030127580000118280000099879990121028002008432恒压输出2V恒压输出G17139G17745电G19471/输出电压/VG13453波电压/MV2562015476205362721068192065108821141256207313212027115V恒压输出G17139G17745电G19471/输出电压/VG13453波电压/MV26750533685027569505574950151123499312014984136450478V恒压输出G17139G17745电G19471/输出电压/VG13453波电压/MV11380153768043508803581579959678013102580881208807210V恒压输出G17139G17745电G19471/输出电压/VG13453波电压/MV189998735210014508100467991005310001008411861003513521006712V恒压输出G17139G17745电G19471/输出电压/VG13453波电压/MV148120153561199359312015802120389041202411681205313051206212432过热保护测试设G4462温度/G263实G19481动作温度/G263303140426062五、测试数据分析本系统G17751好G3332G4448成G1114G3534本G18108G2010和发挥G18108G2010的G16213G8726。G4557测试数据G17839G15904G2010G7524，恒流输出时改变G17139G17745电G19471，电流变化的G13489G4557值G304G20G80G36，G13453波电流G304G19G17G21G80G36；恒压输出时改变G17139G17745电G19471，输出电压波动G3G31G19G17G20G57G15输出G13453波电压G31G27G80G57G15温度G25G19G263时能自动G17839G15904保护。G3六、总结本G20076G7171一G17959电源G12879G20076G11458，G9053及G2052电G2159电G4388、G8181G6323电路以及单片机G12573G3822方面的G11705G16794。通过设计整G1022系统，我们G9157G2063G3332体G1262G2052电源设计的整体G5627与综合G5627，既G16213G13783虑G2052整G1022系统的G7512G17908以及电路的G5079G4628，又G16213G8892意G6238G6581器件参数、滤波以及保护电路G12573G13466节；既G16213G8892G18337强电G18108G2010的稳G4462G5627，又G16213G2164强控制电路功能的实现。电G4388设计的实G17148G4613G7171G13475G20576积G13059和G8892G18337G13466节的过程，G11013G1122我们本G17535G13475G20576和G8712平的限制，系统G5627能G17836有提G2331的G12366间，G1306G18337G16213的G7171，在这G8437G12466G17199过程G1025，G3533G1871G1114我们G1017G16892G16760G11507的G5589度和G10432G12447G16311G1927G2010G7524G19394G20076的能G2159，以及G8892G18337G13466节的G1076G5827。我们G9157G9157G3332体G1262G2052G1861同G2339作和G3254G19443G12946G12082的G18337G16213G5627；G3871G7019的过程G18337G1122G9811G9878的G13479G7536；G1017G16892的G5589度G18337G1122G4104G10099的G6228G7427。我们将延续大G17199带给我们的G12946G12082与G7019G5547，G993G7041G2474G5483G7044的G17839步。G3参考文献1G10591G8994G9021编G14891G8181G6323电G4388G6228G7427G3534G11796G125442G10268G8994G2347G4677G1008G12197G4410G6228G7427出G10268G12050,20032G21656G13499G7136G12573编G14891电源G999G11004集成电路及G1866G5224G11004G2283G1152人G8677G18050电出G10268G12050,20063全G3281大G4410G10995电G4388设计G12466G17199组G4008G1262编全G3281大G4410G10995电G4388设计G12466G17199G14731G3882作G2709选编（2005）G2283G1152G2283G1152理G5049大G4410出G10268G12050,20074G13611G1134G19762G12573编G14891凌阳16位单片机G5224G11004G3534G11796G2283G1152G2283G1152G14334G12366G14334G3837大G4410出G10268G12050,20055G14943G2343G2232，G18023G10589元编G14891MULITISIM2001及G1866在电G4388设计G1025的G5224G11004西安西安电G4388G12197G6228大G4410出G10268G12050，2003136程昱，刘建伟编G14891PROTELDXP电路设计白金教G4410G2283G1152G12197G4410出G10268G12050，2004附录G20G17G205G57G155G57电源电路原理G3282及PCBG328201UFC32D31DIODE1N40045KR311000UFC3401UFC33CAP1KR3201UFC22D21DIODE1N40045KR211000UFC2401UFC231KR2201UFC12D11DIODE1N40042KR111000UFC14470UFC11470UFC21470PFC3101UFC13CAPFB4ON/OFF5GND3IN1OUT2U1LM2576HVT33LB03FB4ON/OFF5GND3IN1OUT2U2LM2576HVT33LB03FB4ON/OFF5GND3IN1OUT2U3LM2576HVT33LB03300UHL1300UHL2300UHL312D412D312D120KR2CHANGABLERES20KR1CHANGABLEREST1TRANSEQAC220VAC2V1AC4V3D2BRIDGE2F1FUSE15V15V15VGNDGNDGNDG3G3G3G314543215432154321321321212121212121212121212121654321654321654321122112212112211221212121212121122121212121212121G3G3G21G17G1039电路G3282G3151KR2300UHL112D312P125UFC425UFC5R1R61KR9300UHL212D412P3470UFC1025UFC1125UFC12R15R815