基于AVR的鋰電池智能充電器的設(shè)計與實現(xiàn)
3.2.5 按鍵與顯示
充電器的功能按鍵響應(yīng)由ATtiny261的外中斷來實現(xiàn),與LED顯示相配合可獲知池放電狀況,并提醒系統(tǒng)即將終止。系統(tǒng)充放電的每個狀態(tài)都與相應(yīng)LED顯示對應(yīng)。可根據(jù)電壓檢測判斷是否有電池裝入及提供電池短路保護,并給出LED報警信號。
3.3保護電路
由于鋰電池的化學(xué)特性,在使用過程中,其內(nèi)部進行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)。但在菜蝗條件下.如對其過充電、過放電和過電流將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng),該副反應(yīng)加劇則會嚴重影響鋰電池的性能與使用壽命,甚至?xí)鸨ǘ鴮?dǎo)致安全問題,因此鋰電池保護電路顯得至為重要。
如圖3所示,該電路選用精工的多節(jié)鋰電池保護芯片S8233構(gòu)成,可對電池電壓和回路電流進行有效監(jiān)測,并通過對MOS管FET-A或FET-B的控制在某些條件下關(guān)斷究、放電回路以防止對電池發(fā)生損害。與其它電池保護芯片如S8254相比較,S8233還可通過外接MOS管FET1,F(xiàn)ET1及FET3來保證鋰電池組的充電平衡,這是其它類似芯片所不具備的優(yōu)點。通過單片機對S8233芯片CTL端子的控制,可實現(xiàn)對鋰電池的故障保護?! ?p> 4 軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件采用匯編語言編寫,并在AVR Studio4環(huán)境下編譯調(diào)試完成。整個系統(tǒng)軟件內(nèi)充電主程序和中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要完成系統(tǒng)、變量及看門狗定時器的初始化.控制系統(tǒng)實現(xiàn)充電功能。單片機完成初始化后,根據(jù)電池狀況判斷應(yīng)該進入哪一個充電階段,然后通過AD采樣與中斷響應(yīng)完成PWM的調(diào)整,實現(xiàn)相應(yīng)階段的控制。主程序流程見圖4。程序中通過AD中斷子程序來改變PWM占空比,定時中斷子程序來控制最大充電時間,外中斷來判斷電池組放電狀態(tài)。
圖4 主程序流程
5 實驗測試結(jié)果
實驗中采用750mA恒流對3節(jié)1500mAh的鋰電池組進行充電,充電電流.電壓測試曲線如圖5所示。實驗結(jié)果她示,由單片開關(guān)電源實現(xiàn)AC-DC的轉(zhuǎn)換,通過ATtiny261與S8233保護芯片的相互配合與控制所實現(xiàn)的鋰電池充電器,滿足了3節(jié)鋰電池組的充電要求,取得了較好的充電效果。
圖5 電池充電測試熱線
6 結(jié)束語
由于AVR ATtiny261良好的性價比,使得產(chǎn)品的智能性與應(yīng)用性大大提高,且縮短了開發(fā)時闊.降低了開發(fā)成本。并且,系統(tǒng)采用綜合控制的軟件算法,避應(yīng)了不同型號及容量的鋰電池需求機電路集成度高,結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,經(jīng)濟輕便,具有很大的實用價值。此外,在系統(tǒng)現(xiàn)有功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上,充分利用ATtiny261的片內(nèi)外資源,通過其所具有的12C通信功能,可以很方便的升級為智能電源管理系統(tǒng),直接成用于各種便攜式電子設(shè)備。
本文作者創(chuàng)新點:采用PWM控制的單片開關(guān)電源實現(xiàn)充電,大大提高系統(tǒng)效率;基于AVRATtiny261的控制核心搜綜合控制的軟件算法,使系統(tǒng)控制更加靈活,便于進一步升級開發(fā)。
評論