单片机的智能充电电源设计范文

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《电源技术应用杂志》2014年第三期

1.电路硬件设计与器件的选择

1.1设计检测电路对于电路的检测主要包括对温度、电压以及电流的检测。主要是通过负反馈的方式检测电路的电压、电流，达到保护电路的恒压、恒流的目的。通过对电路温度的检测得到电池充电过程中的温度参数，预防电池的过度损坏，保障了充电的安全性。选取型号为FSM050LA的霍尔传感器用以检测电路的输出电流，将检测的电流通过电压的形式输入到SG3525控制芯片中，同时又将检测到的信号送到单片机A/D转换口中，以便及时的显示出来。同样也采用电流霍尔传感器对变换器的前直流进行检测。如果变换器的桥臂因为逆变失败发生短路时，瞬间变大的电压信号会立马送到SG3525过流保护脚中，以1.4V电压为标准，当电压大于这个值时，立即封锁了输出脉冲，进行了快速的过流保护。检测电压电路域检测电流电路设相似，在此不再详述。通过热敏电阻来实现电路温度的检测，利用单片机将热敏电阻的电压信号进行模数转换，得到电源的温度参数。

1.2设置报警电路在电源中设置报警电路对警报做出提醒。设计报警电路时用一个蜂鸣器和一个三极管的放大电路组成，当发生故障需要报警时，会通过单机片输出高电平，然后再由三极管进行导通，之后蜂鸣器开始发生鸣叫，同时与单片机相接的LED灯发光，完成了声光报警功能。

1.3设计脉宽调制电路设计脉宽调制电路时，采用专用的SG3525［5－6］集成芯片。在SG3525芯片中存在着两路反相PWM信号驱动着四个开关管通断，然后调整开关管的导通时间，用来调节其导通时间。通过SG3525芯片内部的误差放大器去控制PMW的相移。将单片机输出的电压信号接到误差放大器同相端，将主电压或电流检测的反馈信号接到误差放大器反相端。脉宽调制波形频率由SG3525芯片的定时电阻、定时电容和放大电阻决定，其关系满足下面公式：f=1/Ct(0.7Rt+3Rd)；f是SG3525的振荡频率。

2.设计软件控制充电

智能充电电源的软件设计，能够达到充电的最佳效果，其中，充电控制技术是整个设计的核心部分。因此，为了保护电池，同时又达到大电流的充电，本文采取了多段式充电方式，将充电过程分为了涓流阶段、恒流阶段、恒压阶段、浮充阶段这四个阶段。充电器在开始工作时，若检测到的电池电压低于了19V，那么充电器不工作。当在电池的电压介于19V-21V之间时，则电池曾经肯定过度放电，避免电池充电可能造成的热失控现象，就应用单片机的检测，实现电池的涓流充电，以此来激活蓄电池。当电池达到能接受大电流充电的标准后，电池会自动转到充电的恒流阶段。当电池达到了饱和状态时，电池又会终止恒流充电，进而开始恒压充电，这时，充电电流会逐渐减小，当减小到额定电流的0.1倍时，自动转到浮充充电，浮充充电主要是补充电池自行放电消耗的能量，电池充电过程结束。

3.智能充电电源的实验结果

对于以上的设计，本文进行了实验验证，得到了图1、图2所示的波形，两图分别为高频变压器的副边电压和充电电源的输出电压的波形图。从图中不难看出，图2显示的波形相较于图1来说更加平稳，且电压的波纹小，而图1是全桥变换两个桥臂进行互补对称导通，从而生成的逆变电压的波形图。通过波形图的反映，有效地了设计的成功。

4.结束语：

本文对蓄电池的充电电源进行了智能设计，将高频开关电源作为核心主电路，SG3525和ADUC814单片机为集中芯片，利用四段式的充电方式，又通过对电路的检测保护，利用检测参数，将电池自动转换成充电模式，同时，在发生故障时，电池会发出警报声并伴随有LED灯的亮起。此智能充电电源与传统的蓄电池电源相比，其充电时电源电压的输出稳定且波动小，能够有效地加快充电时间，并且操作起来简便可行、安全可靠，因此，其使用前景非常可观。

作者：陈景翠单位：延安职业技术学院