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1、铅酸电池智能充电器设计摘要铅酸蓄电池在直接供电和备用供电等场合获得了比较广泛的应用。为了更加有效合理的对铅酸蓄电池充电的作用，所以在给蓄电池充电的过程中，应合适的给电池充电，从而减少充电时对电池的损害。达到保护电池，维持电池的使用寿命。由于蓄电池在充电时的温度是变化的，所以在设计充电器时应把温度考虑到充电的因素当中。对充电过程的进一步精确控制。本文中铅酸蓄电池充电器主要用到的芯片UC3909，介绍了UC3909控制智能充电器的工作原理，分析了电池充电时的各种状态，具体解决方案，做到对电池的伤害最小，并设计了应用于铅酸电池硬件控制电路，监控电路的设计方案，对UC3909，HT46R23等芯片做了
2、简单介绍，并且还对蓄电池充电器系统硬件电路的设计做了较为明确的说明和具体的软件编程。另外，本文还对电池的充电电压和电池温度的监控流程进行了初步设想，从而实现充电器的智能化。对蓄电池在充电时起到了一定的保护作用，基本上解决了充电时的电能浪费和能源浪费的问题。为今后的减排节能起到了一定作用。关键词：UC3909；HT46R23；铅酸蓄电池；智能充电；控制 Intelligent lead-acid battery charger designABSTRACTLead-acid battery in direct power supply and backup power supply has be
3、en widely used. In order to more effective and reasonable, the function of lead-acid battery charging so on battery charging process, should be suitable for the battery, and thus to minimize damage to the battery when charging. To protect the battery, to maintain the service life of batteries. Due t
4、o the temperature of the battery when charging is changing, so in the design of the charger should be the temperature when considering the factors of charging. Further precise control of the charging process. The chip UC3909 lead-acid battery charger is mainly used in this paper, introduces the work
5、ing principle of intelligent charger UC3909, analyzes several kinds of battery charging status, the specific solutions, to achieve the minimum damage to the battery, and designs the hardware control circuit used in lead-acid battery, the control circuit design, to UC3909 HT46R23 chip made simple int
6、roduction, but also on the battery charger system clear instructions to the hardware circuit design and software programming in detail. In addition, this article also for charging voltage of the battery and battery temperature monitoring process has carried on the preliminary conception, so as to re
7、alize the intelligent of the charger. For the protection of the battery when charging have played a role, basically solved the charging electric energy waste and energy waste problem. Play a certain role for the future of the emissions reduction and energy saving.Key words:UC3909; HT46R23; Lead-acid
8、 batteries; Intelligent Charger; Monitoring目 次摘要IABSTRACTII1 绪论11.1引言11.2智能铅酸电池的发展11.3常见充电方法概述21.4课题的目的和意义21.5课题的组织安排22 系统的总体方案及芯片简介42.1系统的总体方案42.2系统软件实现方案42.3充电电路硬件设计方案42.3.1基于UC3909及外围元件充电电路设计方案42.3.2基于充电电压的监控电路设计方案52.3.3基于电池温度监控设计方案52.3.4基于充电器电源电路设计方案52.3.5基于恒定+5V电源电路设计方案62.4 UC3909简介62.4.1概述62.4
9、.2引脚排列与功能说明72.5 HT46R23芯片简介82.5.1概述82.5.2引脚排列与功能说明82.5.3内部框图102.6 MC34063芯片简介112.6.1概述112.6.2引脚排列与说明112.7 DS18B20芯片简介112.7.1概述112.7.2引脚排列与功能122.7.3内部框图和主要特性122.8液晶显示模块简介132.8.1管脚介绍及主要技术参数132.8.2相关指令143 铅酸蓄电池智能充电系统硬件电路设计143.1铅酸蓄电池充电问题分析143.2铅酸蓄电池智能充电器的结构及充电方法153.2.1充电电路的电路结构153.2.2充电电路的电路充电方法163.3铅酸蓄
10、电池智能充电器电路设计173.3.1电铅酸蓄电池充电电路实现功能173.3.2输入电源电路183.3.3MC34063降压变换电路183.3.4UC3909及外围元件组成的充电电路193.3.5电池的充电电压的监控电路223.3.6蓄电池充充电温度监控电路233.3.7恒定+5V电源电路243.3.8继电保护电路244 铅酸电池充电系统软件设计264.1系统软件设计注意事项264.2铅酸电池充电系统软件设计264.3系统各子部分软件设计274.3.1A/D转换子程序采样部分274.3.2液晶显示部分274.3.3温度传感器部分28设计总结30致 谢31参考文献321 绪论1.1 引言近些年来，
11、铅酸蓄电池凭借着性能稳定、寿命长、低成本、还有可逆性等特点，使得铅酸蓄电池成为一种新型的能源。广泛应用在日常生活中的手机、电器、铁路、港口等工业和国民经济的各个领域。逐渐的成为人类日常工作生产生活之中必不可少的一部分，已成为社会上一个新兴的焦点。电池12充电其实是一种逆向的化学反应，通过电能给予的能量转化成化学能量。由于不同的材料的化学反应不同，所以充电时的电流也不是简单地线性系统。根据研究，我们发现电池充电系统是一个时变的，非线性的系统过程，也是对电池寿命影响最大的因素，也就是说充电过程的影响比放电过程对电池寿命的影响更大，由于人们对蓄电池充电过程的忽视，会导致蓄电池的损坏和电池的寿命的缩短
12、，经常发热等不良后果。导致对电池和能源的浪费。随着科学技术的发展，出现了各种样式的蓄电池，所以对电池充电器1、2、3的要求也就越来越高。人们对蓄电池充电器的性能有进一步要求。因而对充电也有了进一步的了解，因此就有对电池进一步进行监控的要求更高，达到节省能源更好的保护电池，防止电池损坏。因此对电池充电器的要求也就更高。所以，设计一款性能良好的铅酸智能充电器，能够延长蓄电池的使用寿命，满足人们生活的需要。1.2 智能铅酸电池的发展蓄电池的更新换代经历了一个很长的时间，1935年，五德布里奇偶然间发现了温度对电池充电的影响，1967年，英国人麦斯发现蓄电池充电时析气特性。并对电池充电时析气过程进行分
13、析的到了一点的规律。之后随着科学的进步和发展，人们对蓄电池的充电过程有了进一步的了解，相继一些充电器问世，但这些充电装置大多体积大，充电慢，能耗大，控制效果差等缺点，到上世纪90年代，相对而言，才生产出来一些放电，充电，监测为一体的新的电池充电装置。但主要的方式主要有恒压充电和恒压充电，这两种充电基本上成了充电的主流。这种电路控制简单，操作简单，但是冲电时间长，能源有损耗，且对电池有一定的损害。目前在国内蓄电池的充电装置大多采用晶闸管整流技术，由于有工作稳定，但由于充电效率和速率不高。所以又出现了更多的充电方法，近几年，又有一些新的充电方法。利用充电过程中电流和电压的变化特性，使电池快速充电，
14、合理充电的模糊控制充电法，本文又相继介绍一种新的智能充电的方法。1.3 常见充电方法概述铅酸蓄电池的充电方法有很多种，不过一般说来有以下二种：1、恒流充电法恒流充电法是根据调整充电器输出电压或者更改与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法，这种控制方法较为简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流大多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电方法。2、恒压充电法恒压充电法是将充电电源的电压在全部的充电时间里保持恒定的数值，伴随着蓄电池的端电压的逐步升高，电流的逐步减少。由于充电初期蓄电池电动势比较低，充电的电流很大，随着充电
15、的进行，电流将渐渐减少，因此，只需简单的控制系统。这类充电方式电解水很少，防止了蓄电池过充。但在充电前期电流过大，对蓄电池的电池寿命 形成了很大的影响，并且容易使蓄电池极板弯曲，从而造成电池报废。鉴于这类缺点，恒压充电很少被考虑，只有在充电电源电压低而电流大时选用。1.4 课题的目的和意义目前，大部分的充电器采用的是恒流，恒压充电和涓流充电浮充电的充电方法。事实上，在日常生活充电中，电池经常空闲放电，开始采用恒流冲电，会电池内的化学物质的化学性能。本文是使用UC3909芯片对电池智能充电的方法。为了避免初始充电电流太大，涓流充电，后者是为了避免过大的电压和恒定电压充电。所以，恒流限流的充电是一个更有效的充电方式，再加上智能的判断，浮子控制，温度补偿等措施，构成了一个建议的的充电管理体系，使得该电池可以得到更好的充电，减少了电池长期充电或过放电电池的涓流充电不足，提升了电池的安全性能，提升了电池的寿命。1.5 课题的组织安排通过蓄电池充电相关技术的研究，并且结合当前同类电池的优点和缺点，此篇文章的主要内容是给出铅酸智能充电器体系的一种构架方案和其硬件详细的实现方法和软件的初步构想。本设计中主要设计完成了铅酸电池智能充电器的硬件电路的设计，基本
