蓄電池充電智能管理器的設計

摘要：為了在蓄電池充滿電后能夠自動斷電，利用PIC單片機設計了蓄電池充電專用管理器。該管理器具有自我學習的功能，智能記憶蓄電池滿充狀態，能適應現有的各種蓄電池充電器，對蓄電池進行智能充電，最大限度地保護電池，延長使用壽命。在無人看管的情況下，蓄電池充滿電后自動斷電，有效避免火災隱患和電器故障的發生，也能節約寶貴的電能。
關鍵詞：蓄電池充電；自我學習；PIC12F675；智能控制；節能

0 引言
現有的蓄電池充電器中有很多質量低劣的不合格產品，有的劣質充電器實際上就是一個沒有安全保證的簡易變壓器，大部分充電器在蓄電池充滿電后不進行智能斷電而長期處于浮充狀態，對電池的壽命會有一定的影響；現有的充電管理器普遍不具備自我學習功能，無法判斷電池的充電狀態，不能在蓄電池已充滿電的情況下智能的切斷電源。本文設計一種蓄電池充電專用管理器，能適應現有的各種蓄電池充電器，具有自我學習的功能，智能記憶蓄電池滿充狀態，對蓄電池進行智能充電，最大限度地保護電池，延長使用壽命。

1 硬件電路組成及工作原理
1．1 系統硬件結構
智能充電管理器系統硬件結構如圖1所示，本文設計的電路包括充電電流檢測電路，以單片機PIC12F675為核心的智能控制電路，繼電器驅動電路和為各電路提供工作電源的開關電源電路。

1．2 PIC12F675單片機
PIC12F675單片機是PIC12系列單片機，采用RISC型CPU內核，僅需學習35條指令，除了跳轉指令以外所有指令都是單周期的，由于采用哈佛總線結構，以及指令的讀取和執行采用流水作業方式，使得PIC單片機的運行速度大大提高；PIC單片機是最節省程序存儲器空間的單片機，驅動能力強，PIC單片機每個I／O口的吸人和輸出電流最大值可達25 mA。PIC系列單片機集成了上電復位電路、I／O引腳上拉電路、看門狗定時器等，可以最大程度的減少或免用外接器件，以便實現“純單片”應用。本文中PIC12F675單片機負責對系統的工作進行實施調度，實現外部輸入參數的設置、蓄電池及負載的管理、工作狀態的指示等。
1．3 充電電流檢測電路
充電電流檢測電路如圖2所示。電流互感器T2初級的兩個輸入端串接在蓄電池充電電路的交流電壓一個輸入端，次級與取樣電壓電阻R2并聯，電阻R2將感應的交流充電電流轉換成交流電壓，并連接到運算放大器LM358A的反相端2腳，運算放大器LM358A的1腳輸出放大的交流電壓信號經整流二極管D2輸出至單片機中進行A／D采樣，在整流二極管D2的輸出端連接電解電容C6進行濾波。運算放大器LM358A被接成反相放大器，反相放大器增益K在這里僅由R1和R3的取值決定：K=R3／R1，當蓄電池開始充電時，感應的交流電流信號經R2轉換為交流電壓信號后輸入LM358A進行放大，放大后的交流電壓信號，通過二極管D2整流，C6濾波將交流電壓信號平均為直流電平信號，連接單片機PIC12F675的GP2端采樣端口部分。