智能充电器控制电路(7)

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（3）LEDR：红色的表贴发光二极管，表示电源接通 （4）LEDG：绿色的表贴发光二极管，表示充电状态

3.4.2 地址分配和连接

只列出了和本次设计相关的、关键部分单片机与各个功能管脚的连接和相关的地址分配：

1）CHG：MAX1898充电状态输出，连接到单片机的INT0，单片机判断充电完毕后，通过P1.2引脚切断MAX1898的电源输入。

2）GATE：连接单片机的P1.2引脚，当单片机判断充电完毕后，P1.2 管脚输出低电平，光耦不导通，从而切断MAX1898的电源输入。

3）5VIN：光耦输出到MAX1898的电源输出端，该端口的导通与否通过单片机的GATE信号控制的。

首先，监测MAX1898的输出信号CHG，当MAX1898将要完成充电进，该引脚会发出周期为4s的脉冲，单片机的INT0引脚接收中断后，产生中断，并使用单片机的T0计数器开始计数，当下一个脉冲到来时，在定时器程序中判断单片机的计数值是否在4s左右，如果是，则通过P1.2引脚关断电源。如下图3-7所示[10]是充电器的控制电路。

图3-7 充电电路控制部分

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4 智能充电器控制系统的软件设计

4.1 系统主程序

充电器充电过程主要由MAX1898和单片机AT89C51控制，而单片机主要是对电池充电器控制作用。：

此次设计主要完成以下功能： 1）通过CHG信号引起INT0外中断

2）在两次中断中使用T0计数，判断是否充电完毕 3) 如果充电完毕，则控制P1.2引脚，输出低电平

4.2 主要变量说明

程序中的变量及说明如表4-1

表4-1 变量及说明

变量 GATE 说明 单片机P1.2口，控制电源的开关 t_count int0_count int0() Timer0()

T0的计数值 外部中断脉冲 外部中断0服务程序 定时器0中断程序员 4.3 程序流程图

系统的软件由监控程序、电池检测子程序、中断程序等组成。

智能充电器的单片机控制的程序流程图如图4-1,其中包括外部中断和定时器服务子程序。系统的源程序见附录。

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开始 初始化 While(1)

图4-1（a） 等待外部信号输入

外部中断0设为边沿触发

程序的简单介绍：中断→第一个下降沿→T0开始计数→第二次下降沿→停止T0计数→读取T0计数器→中断返回

外部中断入口 N int0_count=0? Y 启动定时器0：t_count=0 int0_count++ 返回

图4-1(b) 外部中断程序

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定时器0服务程序员 N int0_count=0? Y t_count++ 关闭T0计数重设计数初值 3s

图4-1(C) 定时器程序

图4-1智能充电器充电控制程序流程图

外部中断0设为边沿触发

程序的简单介绍：中断→第一个下降沿→T0开始计数→第二次下降沿→停上T0计数→读取T0计数器→中断返回

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5 智能充电器控制系统的总结与展望

5.1 总结

本设计描述了锂离子电池快速充电过程的基本原理，设计了4.2V锂离子电池充电器的充电控制系统，它能够快速完成电池的充电过程及对充电过程的控制。根据对锂离子电池的充放电特性和充电控制方法的分析得出：锂离子电池器常采用三段充电法，即预处理、恒流充电（快充）和恒压充电（充满）。开始以设定的恒流充电，锂离子电池的电压以较高的斜率增长，在充电过程中斜率逐步降低，充到接近4.2V时，恒流充电阶段结束，接着以4.2V恒压充电。在恒压阶段充电时，电压几乎不变（或稍有增加），充电电流不断下降。当充电速率下降到0.1C时，表示电池已充满，应终止充电。没有及时终止的话，此后最明显的特征是电池温度升高，发热。在锂离子电池进入恒压充电状态前，必须适时停止快速充电。为此，设计此种锂离子电池快速充电器的控制系统时，利用快速充电的方法，并在此基础上进行电压检测和控制来保证智能充电器能对锂离子电池进行安全可靠而又快速的充电。

根据锂离子电池的充电特性可知，锂电池或充电器在电池充满后应当停止充电，并不存在镍电池充电器所谓的持续10几个小时的“涓流”充电。也就是说，当锂电池充满后，放在充电器上也是白充，反而会造成内压升高、电池发热等现象。而但我们无法保证电池的充放电控制电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以电池将长期处在危险的边缘徘徊，这也是本次设计中当充满电后自动断开充电的一个理由。

此处，不可忽略的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电，过放电对锂民池也是不利的。

5.2 本设计存在的问题

当锂电池温度过高时，会造成过热而损害电池，但在本次设计中对智能充电器控制系统的设计中没有设计到对锂离子时充电时温度的监控。

本设计，由于时间关系，还没有得到最终的测试结果，要完成此次设计，还需要克服在实践中可能遇到的各种问题，如电磁干扰，衬底噪声耦合等式，这些问题还需在实际测试中得到解决。

5.3 充电控制的未来发展趋势

随着科学技术的进步和对于各种电池充电接受能力研究的进展，将使充电理论有新的发展[14]。

（1）微处理器、通信技术和控制技术的发展使充电系统更加智能化。

（2）磁性元件新型材料和新型变压器的开发使充电系统的尺寸和重量都可减小许多。

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