摘要：用PIC16C74单片机实现对电池组的快速充电，并对3个快速充电方案进行了比较。 关键词：单片机 快速充电 电池组
随着对便携产品需求的增加，充电电池的应用也越来越广，有许多家公司生产了快速充电控制芯片，如Maxim的Max712、713、846、2003;AD公司的ADP3810、3811；Liner公司LT1505等，但因我们的产品已经定型，无法增加新的控制芯片。我们研制的便携仪器使用可充电电池组（8节NiMH电池串联），采用0.1C充电16小时，充电时间长，使用不便。为方便使用需要增加快速充电功能。在几乎不增加成本的情况下，我们利用原有PIC16C74芯片的AD功能，研制了快速充电器。
PIC16C74是低功耗、高性能、CMOS、8位微处理器，含8级堆栈，多个内部及外部中断源，采用一种先进的RISC结构，与其他同类型8位微处理器相比，可达到2：1的代码压缩如4：1的速度提高。PIC16C74含33个I/O口，3个定时/计数器，串行通信口，同步串行口，8通道高速8位A/D，4KX14ROM，192个字节RAM，看门狗定时器，输出口具有较强驱动能力。
快速充电器原理图见图1。![]()
其中：VAD1正比于电池电压
VAD2正比于充电电流
Change端控制充电电流
DC+，DC-接外接电源
BAT+，GND接电池
CPU通过采集电池电压、充电电流信号，通过Charge端进行充电控制，电池组为8节1.2Ah NiMH电池串联组成。
具体充电方案有3个：
1.限时充电
充电器为DC13V 500mA电源，连续充电3hr后，断开充电电源。经测试，电池组放电容量约为1.15Ah(放电电流约为1A)，电池寿命大约可达200次。批量生产时要求器应有较好的一致性。
2.连续充电
在开始充电的2-5分钟内，MOS管断续导通，进行电池预充电，而后MOS管一直处于导通状态（为安全起见可设一最长充电时间）。当电池电压大于12V时，MOS管断续导通，充电到12.8V后结束充电（设一最长充电时间）。经测试，电池组放电容量约为1.2Ah(放电电流约为1A)，电池寿命大约可达300次。批量生产时要求充电器有一定的一致性。
3.断续充电
在开始充电的2-5分钟内，MOS管断续导通，进行电池预充电，而后开始快速充电。快速充电过程中，通过控制MOS管的通断，使充电电流小于1.2A，当电池电压上升过快时也应减小充电电流，一旦电池电压不上升后，快速充电即告结束，再经涓流充电一段时间后结束充电。若在1小时内电池电压仍小于8V，则停止充电并报警，此时应检查外接充电电源、充电电路和电池组是否损坏。整个充电过程可根据需要控制在1.5小时至3小时。测试结果见表1。
表1 断续充电测试结果
| 充电时间（h） | 放电容量（Ah） | 电池寿命（次） | | 1.5 | 1.2 | 约300 | | 3 | 1.22 | 大于300 |
3个充电方案的比较见表2。
表2 充电方案比较
| | 方案1 | 方案2 | 方案3 | | 充电时间 | 3 | 3 | 1.5-3 | | 放电容量Ah | 1.15 | 1.2 | 1.2-1.22 | | 电池寿命 | 较短 | 中 | 较长 | | 占用CPU时间 | 较少 | 中 | 较多 | | 对外接电流要求 | 较严 | 中 | 较松 | | 安全性 | 较差 | 中 | 较好 | | 复杂程度 | 低 | 中 | 高 |
结语
在具体设计时应根据不同的侧重点选择充电方案。
|
楼主
标题置顶
标题高亮
