具有單片機控制管理充電電路的多功能充電器的制造方法
【技術領域】
[0001]發明涉及具有單片機控制管理充電電路的多功能充電器，尤其涉及一種使用單片機作為控制器件，能夠對不同電池輸出不同的充電電壓和充電電流并提供充電保護的多功能智能充電器。
【背景技術】
[0002]目前市場上電池充電器多采用模擬電路進行恒流限壓和恒壓限流等方式充電，其充電電壓和電流在出廠前已經固定，只能對同一標稱電壓、相近容量且相同類型的電池充電，功能單一，使用不方便，雖然少數充電器也設有電壓電流調節旋鈕，但要同一充電器對不同類型電池(比如鉛酸、鋰電、鎳氫等)或按照更符合電池本身充電特性的復雜充電曲線(比如預充、浮充、多段恒壓、多段恒流等)充電，模擬電路的控制方式就顯得較難實現。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術中的問題，發明的目的在于提供一種具有單片機控制管理充電電路的多功能充電器，能夠對不同電池輸出符合該電池充電特性曲線的充電電壓和充電電流并提供充電保護。
[0004]為解決上述技術問題，發明提供了一種具有單片機控制管理充電電路的多功能充電器，包括電壓電流控制電路模塊，電壓電流采集模塊，充電狀態指示電路模塊，單片機智能控制器。
[0005]所述電壓電流控制電路模塊I中PMOS管Ql漏極接電源主要輸出端，柵極接三極管Q2集電極，源極通過電感LI接二極管Dl的陽極。二極管Dl的陰極接電壓電流采集模塊2中電阻Rl —端。二極管D2陰極接PMOS管Ql的源極，陽極接地。電容Cl和C2并聯后接在二極管Dl的陽極和地之間。電阻R2接在PMOS管Ql漏極和柵極之間。三極管Q2發射極接地，基極通過電阻R5接至單片機智能控制器4中單片機U2的一個普通I/O引腳。電阻R8 —端接三極管Q2基極，另一端接地。智能控制器4輸出的頻率一定占空比不同的PMff信號，作用在PMOS管Ql柵極，使PMOS管Ql漏極與源極按一定頻率導通和斷開，其導通和斷開的時間比與PWM信號的占空比相同。電源主要輸出端輸出的電壓經過PMOS管調制成占空比不同的方波電壓，該電壓經電感LI與電容Cl平滑濾波后成為平穩的無脈動的且幅值大小與占空比成正比的電壓，此電壓經過主輸出電壓電流采集模塊2中電流檢測電阻Rl作用在電池上。
[0006]所述電壓電流采集模塊中的電阻Rl —端接電壓電流控制電路I中二極管Dl陰極，另一端接智能充電器的輸出端(OUT)。電阻R3—端接電壓電流控制電路I中二極管Dl陰極，另一端與電阻R6 —端連接后接至智能控制器6中單片機U2的一個具有模數轉換功能的引腳。電阻R6另一端接地。電容C3并聯在電阻R6兩端。電阻R4—端接智能充電器的輸出端(0UT)，另一端與電阻R7—端連接后接至單片機智能控制器4中單片機U2的另一個具有模數轉換功能的引腳。電阻R7另一端接地。電容C4并聯在電阻R7兩端。由歐姆定律知，流過電阻的電流與其兩端的電壓成正比，分別采集電阻Rl兩端的電壓值，計算出差值，根據I=U/R，就可得到流過電阻Rl的電流值，也即充電電流值。輸出電壓經電阻構成的分壓器傳輸到智能控制器4中單片機U2具有模數轉換功能引腳中變為數字量，供程序判斷使用。
[0007]所述充電狀態指示電路中雙色LED燈(LEDl)的兩陽極分別通過電阻Rll和電阻R12接至單片機智能控制器4中單片機U2的兩個普通I/O引腳，共陰極接地。該燈受單片機智能控制器4中單片機U2控制，對空載，正在充電，已充滿電和出現異常等狀態做出不同顯不O
[0008]單片機智能控制器4:內部含有控制算法程序的單片機U2。該程序流程如下:程序開始，配置I/o 口，初始化并啟動模數轉換器、定時器和PWM，檢測充電標志，若未充電，則不啟動充電計時，采樣輸出電壓值和電流檢測電阻兩端的電壓值，計算出兩端電壓差值，由歐姆定律I=U/R計算出電流值，根據輸出電壓和電流判斷是否接入電池，未接電池，則停止充電，進入空載，已接電池，則判別電池種類，若接入鋰電，則通過運行PID程序，使充電電壓和電流符合鋰電池的充電曲線要求，并置位充電標志，開始記錄充電時間，若充電時間超過設定充電時間閥值，則停止充電，若接入鉛酸電池，則通過運行PID程序，使充電電壓和電流符合鉛酸電池的充電曲線要求，并置位充電標志，若充電時間未超過設定充電時間閥值,則繼續對電池充電。如此循環運行。PID程序建立流過電壓電流采集模塊2中電阻Rl的電流與單片機智能控制器4中單片機U2向電壓電流控制電路I中PMOS管柵極輸出PffM控制信號的占空比之間的函數關系。采集到的電流值超過設定電流值，運行PID程序，調小PWM信號占空比，使輸出電壓變小，減小電阻Rl兩端電壓差值，進而減小電流，反之，采集到的電流值低于設定電流值，就調大PWM信號占空比，增大電流，達到穩定電流的目的。電容C5與電容C6 —端相連并接地，另一端分別接至單片機智能控制器4中單片機U2的時鐘振蕩輸入兩引腳。晶振Yl兩端分別接電容C5和電容C6的非接地端。該模塊給單片機智能控制器4中單片機U2提供工作所需的高頻時鐘信號。
【附圖說明】
[0009]附圖1為發明具有單片機控制管理充電電路的多功能充電器在一種實施方式中的方框圖；
附圖2為發明具有單片機控制管理充電電路的多功能充電器的最佳實施例的電路組成圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖，詳細說明發明的最佳實施例:
發明的具有單片機控制管理充電電路的多功能充電器，能夠對不同電池輸出符合該電池充電特性曲線的充電電壓和充電電流并提供充電保護，其包括、電壓電流控制電路1、電壓電流采集模塊2、充電狀態指示電路3、單片機智能控制器4和電池組5。單片機智能充電器4接通電源，其主要電壓輸出端輸出電壓到PMOS管Ql漏極，輔助電壓輸出端提供電壓給單片機U2，單片機U2開始運行內部程序:配置與電阻R6和電阻R7相連的兩引腳為模數轉換模式，配置與電阻R5、電阻R10、電阻Rll和電阻R12相連的四引腳為普通I/O模式，單片機U2向電阻R5輸出低電平，三極管Q2基極為低電位，集電極與發射極不導通，PMOS管Ql柵極與漏極無電壓差，漏極與源極不導通，使智能充電器輸出端(OUT)無電壓。初始化并啟動模數轉換器、定時器和PWM。分別采集電阻R3與電阻R6連接處和電阻R4與電阻R7連接處的電壓值，通過電阻分壓比分別計算出電阻Rl與電阻R3連接處和電阻Rl與電阻R4連接處(智能充電器輸出端(OUT))的電壓值，已知