基于单片机的多模式蓄电池充电电路设计

【电源网技术分享】本文介绍了一种通用电池充电器的智能充电软件控制方法，利用这种充电方法根据电池的充电特性进行不同充电模式的转换。采用AT89C51单片机芯片作为充电过程的控制芯片进行电路设计，实现A/D转换和显示电路，并根据外部电路检测到的电池电压信息选择正确的充电模式，实现在涓流、恒流、恒压及浮充电模式之间的智能转换。

引言

一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用，智能充电器具有操作简单、可靠性高和通用性强等优点，是充电器家族中的一个重要的组成部分，也是未来充电器发展的主要方向。所谓智能充电器是指能根据用户的需要自主选择充电方式、对不同类型的充电电池进行充电、并且在充电过程中能对被充电电池进行保护从而防止过电压和温度过高的一种智能化充电器。

充电控制器需要长时间控制并要进行电压检测，若用传统电路实现则电路复杂，采用单片机控制可大大减化电路，降低成本。本充电器用AT89C51单片机进行充电定时控制。在定时充电期间若电池电压高于另一值则停止充电。采用从涓流充电、恒流充电、恒压充电到浮充电的方法,充电完成后,自动转为浮充电,以防止电池放电,并有显示电路。适合对镍镉、镍氢电池进行充电。该充电器采用单片机控制，充电效果更佳。

智能充电器硬件设计

由单片机和充电器芯片组成的通用充电器原理框图如图1所示，图中AT89C51与ADC0809一起构成充电器的核心。ADC0809随时检测充电电池两端电压，当放入电池时，ADC0809即通过数据口向AT89C51传送检测到的电池两端电压信息，经过数据处理后，AT89C51根据所接收到的电压信息选择合适的充电模式。由于芯片只能接收0V～5V的电压信息，因此在充电电池的两端并联两个串联电阻(阻值相等且很大)，这样检测到的电压即为电池电压的一半，乘以二即可得出电池电压。若电池电压低于4.7V，则启用停止控制，充电器不工作。若电池电压大于7.3V或小于5.2V，说明蓄电池曾经过度放电，为避免对蓄电池充电电流过大，造成热失控，对蓄电池实行稳定小电流涓流充电，激活蓄电池。此时单片机P1.2口发出高电平信号，启动涓流充模式。同样，当电压在5.2V～6V时，P1.0口置为高电平，同时调用脉冲控制，控制开关的闭合，以恒流充电模式对电池进行充电。当电压在6V～7.3V之间时，P1.1口置为高电平，启动恒压充电模式。整个充电过程为3个小时，当电路工作三小时后，系统自动掉电，终止充电过程。

本设计利用8155作为AT89C51的I/O扩展接口，连接四个数码管显示电路。LED显示采用共阴极，段选码由8155PB口提供，位选码由PA口提供，当启用涓流充电模式时(P1.2置高)，第一位数码管显示；当启用恒流充电模式时(P1.0置高)，位选字右移，第二位数码管显示，当启用恒压充电模式时(P1.1置高)，位选字右移，第三位数码管显示。当停止充电时，P1.0、P1.1、P1.2口均置为低电平，第四位数码管显示。若对程序进行稍许修改，也可以让显示电路显示当前充电电压值，从而更有效的对电池进行充电。