通用微控制器充电器。方案、说明

通用微控制器充电器。无线电电子电气工程百科全书

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作者给自己设定的任务是创建一种简单的通用设备，用于为任何小型电池及其各种类型、容量和标称电压的电池充电。

如今，电池非常常见，但商用充电器通常不通用且价格昂贵。该设备设计用于为标称电压为 1,2...12,6 V、电流为 50 至 950 mA 的可充电电池和单个电池（以下简称“电池”）充电。该器件的输入电压为 7...15 V。空载电流消耗为 20 mA。维持充电电流的精度为±10mA。该设备具有 LCD 和用户友好的界面，用于设置充电模式并监控其进度。

已实施了由两个阶段组成的组合充电方法。第一阶段，对电池进行恒流充电。当它充电时，它两端的电压会增加。一旦达到设定值，就会开始第二阶段——恒压充电。在此阶段，充电电流逐渐减小，电池上维持设定电压。如果由于任何原因电压低于设定值，恒流充电将自动重新开始。

充电器电路如图所示。一。

米。 1.充电器电路（点击放大）

其基础是 DD1 微控制器。它由内部 8 MHz RC 振荡器提供时钟。使用微控制器的两个 ADC 通道。 ADC0 通道测量充电器输出电压，ADC1 通道测量充电电流。

两个通道都以八位模式运行，这对于所描述的设备来说非常准确。最大测量电压为 19,9 V，最大电流为 995 mA。如果超过这些值，HG1 LCD 屏幕上会出现“Hi”字样。

ADC 使用来自微控制器内部电源的 2,56 V 参考电压运行。为了能够测量更高的电压，R9R10 电阻分压器会在施加到微控制器的 ADC0 输入之前降低该电压。

充电电流传感器是电阻R11。电流流动期间落在其上的电压被馈送到运算放大器 DA2.1 的输入端，运算放大器将其放大约 30 倍。增益取决于电阻器R8和R6的电阻之比。从运算放大器的输出，与充电电流成比例的电压通过跟随器馈送到运算放大器 DA2.2 到微控制器 ADC1 的输入。

在晶体管 VT1-VT4 上组装了一个电子钥匙，在微控制器的控制下运行，微控制器在 OS2 的输出端生成频率为 32 kHz 的脉冲。这些脉冲的占空比取决于所需的输出电压和充电电流。二极管VD1、电感器L1和电容器C7、C8将脉冲电压转换成与其占空比成比例的常数。

LED HL1 和 HL2 - 充电器状态指示灯。 HL1 LED 亮起表示输出电压已受到限制。当充电电流上升时，HL2 LED 亮起；当电流不变或下降时，HL2 LED 熄灭。当给正常放电的电池充电时，HL1 LED 将首先亮起。然后 LED 将交替闪烁。仅通过 HLXNUMX LED 的发光即可判断充电完成。

电阻器 R7 的选择可设置 LCD 显示屏上的最佳图像对比度。

R11 电流传感器可由加热线圈的一根高电阻丝或强大的线电阻制成。作者使用了一根直径为0,5毫米、长度约为20毫米的变阻器电线。

ATmega8L-8PU 微控制器可以替换为任何时钟速度为 8 MHz 或更高的 ATmega8 系列。 BUZ172场效应晶体管应安装在冷却表面积至少为4cm的散热器上²。该晶体管可以用另一种允许漏极电流大于 1 A 且开路电阻较低的 p 沟道晶体管代替。

代替晶体管 KT3102B 和 KT3107D，另一对电流传输系数至少为 200 的互补晶体管也适用。如果晶体管 VT1-VT3 工作正常，晶体管栅极处的信号应类似于图 2 所示。 XNUMX.

通用微控制器充电器
米。 2.门信号图

将电感L1从计算机电源上取下（用直径0,6毫米的导线绕制）。

微控制器配置必须根据图 3 进行编程。 256. V_A_16_00.hex 文件中的代码应输入微控制器程序存储器中。必须将以下代码写入微控制器的 EEPROM 中：地址 2H - 01CH、地址 03H - 02H、地址 0H - 03BEH、地址 64H -XNUMXH。

通用微控制器充电器
米。 3.单片机编程

无需 LCD 和微控制器即可开始建立充电器。关闭三极管VT4，用跳线连接其漏极和源极连接点。给器件施加16V的电源电压，选择电阻R10，使其两端的电压在1,9…2V的范围内。该电阻可以由两个串联的电阻组成。如果没有 16 V 电源，则应用 12 V 或 8 V。在这些情况下，电阻器 R10 两端的电压应分别约为 1,5 V 或 1 V。

将电流表和大功率电阻器或汽车灯串联到设备上，而不是电池。通过改变电源电压（但不低于7 V）或选择负载，将通过它的电流设置为1 A。选择电阻器R6，使DA2.2运放的输出电压为1,9 .. . 2 V. 与电阻器 R10 一样，电阻器 R6 也方便地由两个组成。

关闭电源，连接LCD并安装微控制器。在设备输出端接一个电阻或电流约12A的0,5V白炽灯，设备开机后，LCD会显示其输出端的电压U和充电电流I，以及充电电流I。限制电压Uz和最大充电电流Iz。将液晶屏上的电流和电压值与标准电流表和电压表的读数进行比较。他们可能会有所不同。

关闭电源，安装跳线S1，然后重新打开电源。要校准电流表，请按住 SB4 按钮，然后使用 SB1 和 SB2 按钮在 LCD 上设置最接近参考电流表显示的值。要校准电压表，请按住 SB3 按钮，然后使用 SB1 和 SB2 按钮将 LCD 上的值设置为等于参考电压表显示的值。通电后，移除跳线 S1。电压校准系数将写入微控制器的 EEPROM，地址为 02H，电流校准系数为地址 03H。

关闭充电器电源，更换三极管VT4，在设备输出端接一个12V汽车灯，打开设备，设置Uz=12V，当Iz变化时，灯的亮度应该平滑变化。设备已准备好工作。

所需的充电电流和电池的最大电压通过按钮SB1“▲”、SB2“▼”、SB3“U”、SB4“I”设置。充电电流变化间隔 - 50...950 mA，步长为 50 mA。电压变化间隔为 0,1 ... 16 V，步长为 0,1 V。

要更改 Uz 或 Iz，请分别按住 SB3 或 SB4 按钮，然后使用 SB1 和 SB2 按钮设置所需值。释放所有按钮后 5 秒，设定值将写入微控制器的 EEPROM（Uz - 地址 00H，Iz - 地址 01H）。应该记住，按住 SB1 或 SB2 按钮超过 4 秒，参数更改率会增加大约十倍。

微控制器程序可以从 ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/va-256_16.zip 下载。

作者：V. Nefedov

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