智能充电器-电动车充电器拆开图解

你所谓的智能充电器应该就是带反接保护和充满的时候自动断电等功能的的三段式充电器吧？

现在市场上很多充电器都有这样的功能，以比较常用的48V12AH为例，一般的杂牌价格在40—50左右。好一点的品牌。诸如西普尔、江河之类，价格在50—80左右。

数字化智能充电器的设计

摘要文章介绍一种基于单片机的通用智能充电器的设计。充电器可以实时采集电池的电压、电流对充电过程进行智能控制计

算电池已充的电量和剩余的充电时间还可以通过串口和上位机进行通讯并给用户显示必要的信息有虚拟仪表的作用另外它

也可以改变参数适应各种不同电池的充电。列举了几种不同的电池充电试验来说明智能充电器的实用价值。

关键词智能充电器智能控制虚拟仪表

本文介绍一种基于单片机的通用智能充电器的设计。充电

器可以实时采集电池的电压、电流对充电过程进行智能控制

计算电池已充的电量和剩余的充电时间还可以通过串口和上

位机进行通讯并给用户显示必要的信息有虚拟仪表的作用

另外它也可以改变参数适应各种不同电池的充电。这里列举

几种不同的电池充电试验来说明智能充电器的实用价值。

一、智能充电器的硬件设计

智能充电器如图所示。主要包括电源变换电路、采样电路、

处理器、脉宽调制

控制器和电池组等

形成了一个闭环系

统。下面对系统的

工作原理分几个部

分进行简述。

1处理器

1处理器

处理器采用51系列单片机89C51。单片机内部有两个定时

器采用MHz的晶振。单片机的任务是通过采样电路实

时采集电池的充电状态通过计算决定下一阶段的充电电流然

后发送命令给控制器控制电流的大小。单片机通过串口RS232

和上位机相连用于存储数据和虚拟显示。

2采样部分

电压和电流采样采用模数转换器AD574。AD574为±

15V双电源供电12位输出最大误差为±4bit合计电压

001V。

充电电流通过电流传感器MAX471转换为电压值。电流采

样的电压值和电池组的端电压值两者经过模拟开关再

经过电压跟随器输入到AD574分别进行转换其结果由单片

机读取并进行存储和处理。

3控制器

控制器采用脉宽调制PWM方式控制供电电流的大小。

PWM发生器由另一个20MHz的单片机构成主控制器和它采

用中断的方式进行通讯控制其增大或减小脉宽。PWM信号通

过光电隔离驱动主回路上的。开关管、二极管、LC电路

构成开关稳压电源。用PWM方式控制的开关电源可以减小功

耗同时便于进行数字化控制但母线的纹波系数相对较大。

二、智能充电器的软件设计

1数据测量

在单片机的测量中电池电压值和电流测量值经过多路选

择器进行选择然后通过AD转换器转换为16进制数直接存

入单片机。电池电容量C则需要间接计算由于每个循环周期

检测电流一次故可以利用电流值的积分求出电容量C。考虑

电池内阻r的影响可以得到计算电容量的计算公式为

Cn1CnI·tI2·r·t

充电时间和剩余充电时间由上位机进行计算剩余充电间等于预设的充电时间与已充电时间的差值。其中预设时间可

根据电池的型号预先得到。

2单片机控制程序设计

对于不同的电池和不同的参数单片机需要设定不同的充

电参数选择不同的充电策略。另外程序需要在电池过电流、过

电压等异常情况下强制终止充电。以锂离子电池为例一般采用

恒流恒压充电方式其充电过程包括小电流预充电、大电流充

电、恒压充电等几部分。

在控制恒定电流和恒定电压的过程中采用比例控制即如

果充电电流I大于设定电流Is就按照比例减小脉宽反之按照

比例增大脉宽。单片机还需要接收和处理上位机的命令并根据

上位机的要求将数据实时回送给上位机。两者的通讯协议要在

程序中预先设定。

3上位机处理程序设计

上位机程序由编写。其任务是每隔1秒钟向串

口发送一个查询命令并读取单片机回送的信息提取充电电

流、充电电压、工作状态等参数。参数经过数制转换和计算后进

行显示。软件有着良好的用户界面可以方便地观测电池目前的

工作状态以及剩余充电时间等信息。上位机程序会同时把读到

的数据存储到文件中这些数据可以利用其它数学软件如Mat

lab进行处理。

另外程序在初始化时要把充电电池的型号参数发送给智

能充电器参数一般

包括充电电池的种类

锂离子电池、镍镉电

池、充电电池的容量

单位为mAh等。根

据不同的电池型号

单片机可以设定不同

的充电参数程序可

以直接控制单片机的

运行与停止。

三、智能充电器的应用试验

1充电性能试验

这里选用型号为的锂离子电池其额定容

量为mAh经过测量电池在42V左右时的内阻约为

03Ω。取恒流充电电流为13C06A截止电压为42V充电结束

标志电流为006A进行充电试验。右图为充电过程的电压、电流

和电容量的曲线。

充电时间约为240分钟如果需要进一步缩短充电时间只

需在初始化时设定更大的充电电流即可。因为采用PWM控制

器所以电源供电的效率高从供电电源到充电电池的工作效率

最低时在85左右。充电电流波动较大波动系

看样子应该是8A600V的场效应管只要参差不多的就行但要先查出烧管的原因并查出其它已损坏的元件一同换新通电时先在电源上串一个约100瓦的白炽灯

检查输出端电路470uf电容是否损坏，这个电容损坏也能照成红绿两灯闪烁。

一般充电器的毛病大多在输入输出电线上。在排除两侧电线没有故障后就要检查电路板上各元件了，要在完全脱离电源的情况下用万用表检查保险丝，整流器，电容，功率管，启动电阻等。

把万能充的两个铁片贴在电池黄色铁片的两侧，调节一下万能充侧面的扭，如果此时有绿色灯亮就可以冲上电源，会有个灯闪，说明充上了。万能充的盒子上边有使用说明呀，还有，最好不要用万能充充电池，会减少电池使用寿命的

一、确定交流电与充电器输入电压是否相符。

二、确定充电器输出电压与电池额定电压是否相符。

三、先插充电器与电池盒相连的插头，后插交流电源插头，充电完成后，先拔交流电源插头。

四、充电指示灯显示红色时表示正常充电，充电完成，充电指示灯由红色变为绿色。

五、充电器用于室内，应注意防潮湿，严禁摔碰，建设不要把充电器放在电动车的后备箱中，以防止震动、颠簸。充电时严禁覆盖，应放在通风、散热的地方，否则会影响充电器的使用寿命及充电状态，损伤电池。