铅酸蓄电池充电与保护IC的分析与设计

目前,蓄电池的充电管理及保护控制器大多使用单片机和分立元件构成,电路复杂、功耗大、成本高,在很多应用场合受到限制。为了解决这些问题,设计了集蓄电池充电和保护功能于一体的单片IC,它既可以对免维护铅酸蓄电池实现浮充充电,也可以起到过充、过放、过流保护作用。芯片采用CSMC 0.6μm CMOS工艺实现,用Cadence公司的Spectre工具进行电路的设计和仿真。结果表明,芯片的功能及指标基本达到了设计要求。     

单片机控制太阳能充电控制器

针对目前太阳能充电控制器对蓄电池的保护不够充分,蓄电池的寿命缩短这种情况,研究确定了一种基于单片机Atmega16的太阳能充电控制器的方案。本设计使用低功耗、高性能的Atmega16单片机作为核心器件对整个电路进行控制。系统硬件电路由太阳能电池充电电路、电压采集和显示电路、单片机控制电路和RS-485串口通信电路组成,主要实现对蓄电池电压的采集和显示。软件部分依据PWM（pulse width modulation）脉宽调制控制策略,编制程序使单片机输出PWM控制信号,控制信号将实现对功率开关器件MOS管开通与关断的控制,从而实现太阳能极板对蓄电池的充电控制[1]。根据控制器的要求,编制软件程序,软件实现蓄电池高效率充电,使蓄电池不过充、过放,保护蓄电池,延长蓄电池使用寿命。     

一种智能铅酸蓄电池充电器的设计

介绍了蓄电池充电特性和充电方式,设计了一种可对铅酸蓄电池实现三段式充电的低成本智能充电器设计方案,结合主电路和MCU控制电路较为详细地阐述了其控制和保护策略,并给出了该充电器的充电曲线图。     

电动汽车铅酸蓄电池智能充电及其策略

为提高电动汽车铅酸蓄电池寿命和续航能力,实现蓄电池高效、快速充电,设计了一种智能充电系统。硬件采用DC/DC正激变换电路实现功率的转换,同时以单片机为智能控制核心,并利用DS18B20采集电池温度。软件上根据蓄电池快速充电原理,提出一种分阶段定电流和正负脉冲相结合的新型充电控制策略。利用模块化设计方法,完成各功能模块设计,以及利用数字 PI算法实现分阶段电流恒定。实验证明,采用新型控制策略的智能充电系统对蓄电池进行充电,减少了充电时间,提高了充电效率。     

基于NEC单片机的电动车充电器控制系统设计

为了满足电动汽车蓄电池快速无损伤充电的要求,设计了基于NEC单片机+SG3525的充电控制系统。该控制系统采用慢脉冲快速充电方法,对动力蓄电池按给定的曲线进行高效的快速脉冲充电。对单片机控制系统外围电路和软件进行了设计。进行了蓄电池充电实验,结果表明,系统可以较好的实现对动力蓄电池的快速无损伤充电。     

正负脉冲型电动车智能充电器的设计

从保护铅酸蓄电池、提高充电效率的角度出发,分析了目前市场上主要充电方式的弊端,设计了一种正负脉冲型电动车智能充电器。系统采用PIC16F676单片机进行控制,将普通三段式充电方式中的恒压阶段变为正负脉冲充电方式,增加了涓流充电等功能,优化了定时和自断电电路,在延长蓄电池使用寿命、缩短充电时间方面有很好的效果。     

一种单片机控制的铅酸蓄电池充电电源

为了有效地提升铅酸蓄电池的使用寿命,同时实现对充电过程的监控,设计出一种用单片机控制的36 V铅酸蓄电池充电电源。本电路采用反激式拓扑,连续电流工作模式,电源管理IC设计在电源的副边,由ELAN公司的EM78P258N单片机模拟,是用可编程器件模拟电源管理IC,实现智能电源低成本化的一次成功尝试,通过对单片机的软件设计实现了充电电源的状态显示、充电时间控制、报警、过温保护、过压保护、过流保护等功能。本充电器真正的实现了铅酸蓄电池的三段式充电过程,其最高输出功率可达90 W,效率约85%,成本不到20元,具有很高的市场竞争力。     

太阳能路灯智能控制系统设计

设计了一套太阳能路灯智能控制系统,该系统应用了红外控制和光控,白天太阳能板给蓄电池充电作为供电能源,灯不亮;在晚上,由红外控和光控来实现人来灯亮,人走灯灭的效果。电路具有蓄电池过充、过放保护功能,当充电电压高于电池的最高阈值电压时,保护电路动作,太阳能板不对蓄电池充电;当蓄电池放电两端电压接近最低阈值电压时,保护电路使电池不再供电,以此来保护电池,延长其使用寿命。在阴雨天或电池处于过放状态时,电池不供电,自动转为后备电源供电。     

太阳能手机充电器的电路设计

采用MC34063、GM3583、SC801和LM2596等集成电路,设计了一种太阳能手机充电电路。该电路主要由太阳能充电器电路、锂电池保护电路、交流(市电)充电电路和内部蓄电池充电电路组成,可利用太阳能或市电进行机充或座充两种模式的充电,以达到节能环保之目的。     

基于P89V51RD2的多功能蓄电池充电系统设计

阐述了蓄电池的充电特性,并以P89V51RD2为控制核心,通过硬件电路和控制软件的设计,结合新的充电模式,完成了多功能蓄电池充电机的设计,实现了提高蓄电池充电速度、改善蓄电池性能、延长蓄电池使用寿命的目的.     

微型PSA制氧机电池智能管理系统设计

为微型PSA制氧机电池设计一种智能管理系统,以C8051F310为控制核心,结合锂电池充电保护芯片CN3704和电池监测芯片DS2438,对锂电池充放电进行保护并对其状态进行在线监测。该系统实现了对锂电池过充、过放、过流和短路的保护,并具有实时显示状态信息和报警提示的功能。电池智能管理系统电路简单、稳定性好、可靠性高,提高了充电安全性,延长了电池使用寿命,为微型PSA制氧机的稳定运行提供了可靠的电源保证。     

基于耗尽型工艺的锂电池充电保护芯片设计

提出了一种基于耗尽型工艺的单节锂离子电池充电保护芯片设计。阐述了此芯片的设计思想及系统结构,并对芯片关键电路的独特设计方法及原理进行了详细分析,特别是基准电路和偏置电路,利用耗尽型工艺使电路具有非常低的电源启动电压和功耗。在Hspice中仿真了采用0.6μm的n阱互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制作全局芯片的测试结果。验证了此芯片具有过电压检测、过电流检测、0 V电池充电禁止等功能,可用于单节锂离子电池充电的一级保护。     

基于PIC16F883的锂电池智能充电器的设计与实现

设计了一个具有充放电功能的锂电池充电器,充电电路采用数字控制的Buck变换器,放电电路采用高效率的集成Boost变换器。充电器采用DC/DC拓扑结合脉冲充电控制的充电方案。系统以集成了多种外围模块的PIC16F883单片机作为控制核心,控制电路简洁有效,具备对锂离子电池进行过充、过放和过温保护的功能。     

恒流/恒压充电方式的锂电池充电器芯片

提出了一种基于恒流-恒压(CC-CV)充电模式的锂电池充电器.在CC-CV充电模式下,充电器先给电池提供大的充电电流;在电池电压尚未到达饱和之前,充电电流便开始减小;电池电压达到饱和并保持恒定之后,充电电流进一步减小.这种充电方法,能够避免在电池电压的饱和值附近仍对电池进行大电流充电,从而导致过热现象.对这块充电器芯片核心电路的创新设计,保证了这种CC-CV充电模式的实现.本芯片采用CSMC公司0.6μm的CMOS工艺流片.测试结果验证了本文提出的CC-CV充电模式的实现.充电完成后,锂电池电压为4.1833V.     

超级电容在光伏照明中的能量传递研究

在独立光伏照明系统中,由6只100F/2.7V单体超级电容组成的超级电容模组在太阳电池和蓄电池之间起能量传递作用。太阳电池开路电压高于17.5V时,采取6只串联充电,否则,采取每2只串联、3组并联充电。被充满的超级电容模组以6只串联方式再为蓄电池充电。实验采用LabVIEW数据采集系统实时监测,结果表明:采用超级电容作为能量传递,可实现恒压间歇慢脉冲充电,符合蓄电池最佳电流接收曲线,有利于高效接收太阳能量和延长蓄电池使用寿命。     

面向蓄电池的多输入源低功耗充电电路设计

针对蓄电池的储能问题,提出了一种多输入源且可扩充的高效充电电路和相应的控制算法。该充电电路主要由数字控制单元（DCU）、比较器、基于Dickson电荷泵结构的时钟倍压器（CVD）以及模拟开关组成,可以对多个独立能量采集器（EH）进行电能收集。该系统支持通过热插拔方式扩充任意数量的EH。提出的控制算法可以将从各个EH采集到的能量传递到能量储存装置而不会互相干扰。采用0.18 μm CMOS工艺对提出电路进行了具体实现。实验结果显示,相比类似的蓄电池充电系统,该充电电路的功耗最低,只需1.72μW的功耗,能够为三个输入源提供高达96.1%的最大充电效率。     

锂电池组储能的混合动力RTG系统设计

锂电池组与柴油机构成的混合动力起重机系统是港口节能减排的一项重要技术。针对起重机再生制动能量的回收,设计了双向DC-DC变换器来实现锂电池组储能系统的两种工作模式(再生制动模式和锂电池组放电模式);对双向DC-DC变流器升压工作方式设计了双闭环控制器,降压工作方式设计了电流环和电压环两种控制器,并进行了对比,从而实现了对锂电池组储能系统充、放电过程和不同运行模式间切换过程的控制。运用PLECS搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,在制动能量回收过程中,采用电压环控制器可以实现较高效率的制动能量回收。     

锂离子蓄电池组充放电均衡器及均衡策略

本文提出了一种针对锂离子蓄电池组的均衡器,根据电池组充放电状态采取两种不同的均衡策略。当电池组处于充电状态时,对电池组中能量最高的单体电池进行均衡放电,以提高整个电池组的充电容量。当电池组处于放电状态时,对电池组中能量最低的单体电池进行均衡充电,以提高整个电池组的放电容量。均衡器以电感为储能元件,等效的均衡电路为典型的升降压斩波电路和降压斩波电路,均衡电流可控可调。本文详细分析了均衡器的工作原理和均衡策略,同时进行了仿真实验和实际的均衡实验,实验结果均证明了此均衡器的可行性。     

过放电对蓄电池的损害及解决方案

文中分析了各电信运营商所普遍使用的阀控式密封型铅酸蓄电池(VRLA电池)的使用状况,蓄电池过放电的后果,以及其损坏后对各电信运营商造成的不利影响。同时就如何有效地保护蓄电池组提出了一种新的解决方案,即"蓄电池保护器"的方案,从工作原理及电路等方面对蓄电池保护器进行了详细地介绍和说明。最后就蓄电池保护器的实际使用情况和带来的经济效益进行了总结。     

基于Mega16的蓄电池充放电控制器

针对539CH-1型Ni—Cd电池,提出一种基于AVR微控制器的蓄电池充、放电控制器。该控制器以Megal6L为核心,根据上位机的命令控制蓄电池的充、放电电流值以及放电电阻的接入时机。该控制器已成功应用于539CH1型Ni—Cd蓄电池的充、放电设备中,性能良好。该控制器还可用于其它种类蓄电池的充、放电控制。