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基于单片机的智能充电系统研究

  • 简介:摘 要密封式铅酸蓄电池具有可循环再充电,成本低廉、使用安全、无污染等优点,在目前的工农业生产中的需求日益增长。相应的,其充电技术也引起了普遍的关注。针对传统充电方法存在的弊端,本设计依据最佳充电曲线理论,以STC8...
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[页数]:40        [字数]:15893

[目录]
1 绪论
2 智能充电系统的原理与硬件电路
3 系统的软件设计
附录:系统原理图

[摘要]
   密封式铅酸蓄电池具有可循环再充电,成本低廉、使用安全、无污染等优点,在目前的工农业生产中的需求日益增长。相应的,其充电技术也引起了普遍的关注。
针对传统充电方法存在的弊端,本设计依据最佳充电曲线理论,以STC89LE516AD为核心,实现蓄电池可接受充电电流曲线跟踪技术的智能充电电路设计。该电路可根据蓄电池端电压、电流、温度自动改变充电电流大小,并通过全程窄脉冲放电消除了充电过程中的极化现象,缩短了充电时间,提高了充电效率。
    在设计的具体实现过程中, STC89LE516AD控制电路是设计的核心部分,它根据蓄电池端电压、电流、温度计算得到当前时刻蓄电池的最佳充电电压,并通过DAC0832将其转换成模拟量送给UC3842作为充电基准电压,以调整充电电流大小。蓄电池的电压、电流、温度等数据则是通过各自的检测电路送给单片机。在本设计中,具体的充电方法由软件实现,可以根据实际需要改变充电方式,实现充电方法的多样化和智能化,因而可应用于更广泛的范围。

[正文]
1 绪论
1.1 充电技术的发展及现状
     密封铅酸蓄电池在现代工农业生产中有着广泛的应用,其最主要的优点就是可循环充电再使用。因此,蓄电池的充电技术也引起了人们的关注,成为众多专家学者的研究课题。
     对于铅酸蓄电池来讲,传统的充电方法主要是恒压充电和恒流充电。一方面,传统充电方法充电时间过长,远不能适应现代生产、生活的需要。资料表明:使用传统的恒压或恒流充电方法一般需要大约20小时才能充满。另一方面,充电技术不能适应蓄电池的特殊要求,会严重影响蓄电池的寿命。国内外多年的实践证明,蓄电池的浮充电压偏差5%,蓄电池的浮充寿命就会缩短一半。统计数据表明,国内通信设备和UPS中的蓄电池很难达到规定的浮充寿命(12-16年),很多设备的蓄电池在使用几年后就报废,造成巨大的经济损失。
    针对传统充电方法充电缓慢的问题、安全性不好等缺点,有人提出了二步充电法,三级充电法等等。这些充电方法都是在传统恒压充电和恒流充电的基础上加以简单的改进,使其基本上克服了传统充电方法的缺点,但方法仍然过于简单,并不能根本解决传统充电方法中存在的问题。
    目前国内外陆续提出了一些新型的充电方法。如分级定流充电法、脉动式充电法、Reflex充电法、变电流间歇充电法等,其中分级定流充电法已经得到广泛的应用。这些充电方法都是在传统的充电方法上加以改进,以便使其充电曲线能最好的模拟最佳充电曲线。
    蓄电池的最佳充电曲线并没有一个很明确的定义,它是人们对蓄电池充电技术的研究过程中提出的一个概念。在60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程做了大量的实验研究,并提出了以最低出气率为前提的蓄电池最佳充电电流曲线,如图1-1中的曲线a所示。实验表明,如果充电电流按这条曲线变化,就能大大缩短充电时间,并且对电池的寿命和容量也没有影响。原则上,就把这条曲线作为最佳充电曲线。
......

[参考文献]
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[4] 仇宏,朱国文、免维护铅酸蓄电池智能充电器的设计[J]、信息技术,2002,(3) 24-25.
[5] 刘玉杰,姜印平,孟祥适.关于快速脉冲充电技术的研究[J].蓄电池,2004,(2):71—73.
[6]刘晓玉,方康灵,刘新海.非线形系统的模糊自适应输出反馈控制[J].微计算机信息,2006,8- 1:35- 37.
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[原文截取]
摘 要
密封式铅酸蓄电池具有可循环再充电,成本低廉、使用安全、无污染等优点,在目前的工农业生产中的需求日益增长。相应的,其充电技术也引起了普遍的关注。
针对传统充电方法存在的弊端,本设计依据最佳充电曲线理论,以STC89LE516AD为核心,实现蓄电池可接受充电电流曲线跟踪技术的智能充电电路设计。该电路可根据蓄电池端电压、电流、温度自动改变充电电流大小,并通过全程窄脉冲放电消除了充电过程中的极化现象,缩短了充电时间,提高了充电效率。
在设计的具体实现过程中, STC89LE516AD控制电路是设计的核心部分,它根据蓄电池端电压、电流、温度计算得到当前时刻蓄电池的最佳充电电压,并通过DAC0832将其转换成模拟量送给UC3842作为充电基准电压,以调整充电电流大小。蓄电池的电压、电流、温度等数据则是通过各自的检测电路送给单片机。在本设计中,具体的充电方法由软件实现,可以根据实际需要改变充电方式,实现充电方法的多样化和智能化,因而可应用于更广泛的范围。
关键词:蓄电池;充电电流曲线; 智能充电; STC89LE516AD; ABSTRACT
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