一种EM78P258N单片机控制的铅酸蓄电池充电电源
目前比较被认可的充电曲线如图1所示。也即常说的三阶段充电法:在充电开始和结束时采用恒电流充电,中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时,由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少,最大限度的保护蓄电池的寿命。
传统的3842式充电器性能可靠,价格低廉,但却只能实现充电曲线的前两个阶段,无法实现浮充(涓流)阶段,而且无法实现智能控制。市场上的一些所谓的智能充电器,又无一例外的价格高昂,没有市场竞争力。本文介绍了一种采用单片机做电源管理IC的智能充电器,可以真正的实现三段式充电过程,并且具有状态显示、充电时间控制、报警等功能,而且整机成本不到20元,极具市场竞争力。
1 电源设计方案
1.1 总体方案简介
采用单片机做电源管理IC,瓶颈问题是单片机的运算速度较慢,当负载出现突变时无法及时做出调节,而本例的负载是电池,给电池进行充电的过程恰好不会出现负载突变这个问题,这使得采用单片机作为电源管理IC成为可能。
由于本电路的输出功率小于100 W,所以采用反激式拓扑形式,反激式拓扑最大的优点是不需要输出滤波电感,这使得反激式拓扑的成本较低,体积较小。电源管理IC设计在电路副边,由ELAN品牌的EM78P258N单片机模拟,单片机的运算频率设定为8 MHz。EM78P258N是一款具有很高性价比的单片机,其工作频率最高可达20 MHz(外接振荡器模式),内部设置了4个12位精度的AD转换器、2Kx13位片内寄存器、3个八位、一个十六位计时器和一个PWM波形发生器,具有看门狗功能。电路的初级和次级由变压器进行隔离,变压器不仅结构简单,而且很容易实现初次级3 000VAC的抗电强度。该充电器最高输出约可为45 V/2 A,并可根据实际需要进行调节。本充电器的开关频率设为40 KHz,每个周期被等分为200个部分,PWM每次可以调节1/200个周期,即125 ns。
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