基于ST72单片机的快速充电系统

　　摘要：介绍一种新型快速充电系统。该系统以ＳＴ７２单片机为控制核心，以多种蓄电池为控制对象，对蓄电池充电过程进行参数自动跟踪、检测和综合控制，在延长蓄电池使用寿命的前提下，大幅度提高充电速度。
　　关键词：充电系统蓄电池单片机
　　
　　传统的常规蓄电池充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，充电时间长达１０～２０个小时。为了缩短充电时间，必须对充电过程的充电电流进行控制。许多生产厂家误认为盲目提高充电电流就是快速充电，其实这不但不能提高充电效率，而且会加剧电池的极化现象，升高蓄电池温度，浪费电能，严重损坏蓄电池。根据美国科学家马斯提出的马斯三定律，脉冲充电、脉冲放电可以去除电池极化，减小蓄电池的内部压力、温度和内阻，加快充电速度，实现蓄电池快速充电需采用充－放－充的循环方式。这种模式的快充系统中一般应包括控制回路、充电回路、放电回路。根据充电过程中测得的参数，通过单片机适当调整，保证脉冲电压的（充、放）幅值及充电与放电的宽度比值恒定，可以得出充电效率的最佳结果。
　　
　　１系统结构
　　
　　１．１控制回路
　　
　　ＳＴ７２系列单片机是法国ＳＴ微电子公司最新生产的简单、灵活、低价格的８位单片机，采用了独特的制造工艺和技术，大大提高了抗干扰能力。它专为嵌入式控制应用设计，特别适用于抗噪声干扰高、整体性价比高的控制系统。它具有以下的主要性能：
　　
　　（１）工作电源电压有很宽的适应范围，从２．４Ｖ～５．５Ｖ；功耗较低，内部数字看门狗。
　　
　　（２）丰富的Ｉ／Ｏ功能，内部带有３个定时器／计时器，有的还多达１６个通道的１０位Ａ／Ｄ转换器，两路脉宽调制?多种通信接口，多达１２级的中断源。
　　
　　（３）多种内部程序存储器，除有廉价的ＯＴＰ（ＯｎｅＴｉｍｅＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）一次性编程写入?还有非常方便的ＦＬＡＳＨ程序存储器，可以在线编程，易于修改程序代码。存储器的容量从１．５ＫＢ～６０ＫＢ不等，可以满足各种编程的需要。
　　
　　根据系统功能的需要，选用ＳＴ７２系列的ＳＴ７２２６４Ｇ１单片机作控制芯片。该芯片具有４ＫＢ的ＦＬＡＳＨ内部存储器，２路ＰＷＭ输出，最大时钟频率８ＭＨｚ，有２０个Ｉ／Ｏ引脚，６个复用１０位Ａ／Ｄ转换器，有ＳＰＩ、ＳＣＩ、Ｉ２Ｃ三种通信接口。控制回路采用ＳＴ７２２６４Ｇ１加上液晶显示和键盘接口等；它利用单片机自身的Ａ／Ｄ端口，组成电压、电流、温度检测电路。
　　
　　１．２充放电回路
　　
　　充电回路是采用一种新型的电源芯片ＴＯＰ２２５Ｙ构成的电源电路。该芯片是美国Ｐｏｗｅｒｇｒａｔｉｏｎ公司生产的三端隔离式脉宽调制单片开关电源集成电路。它将ＰＷＭ集成电路和ＭＯＳＦＥＴ功率器件集成在同一芯片中，具备ＰＷＭ型开关稳压电源所需的全部功能。通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，实现了无功频变压器隔离的开关电源的集成化。整个回路具有输出功率范围大、成本低、集成化程度高、电路设计简单等优点。
　　
　　放电回路则由蓄电池和电阻构成回路，ＭＯＳ管作为开关，控制放电回路的关断。ＭＯＳ管的关断由单片机给出控制信号。
　　
　　智能充电系统的原理框图如图１所示。
　　
　　单片机根据电压反馈和电流反馈，输出数字电压转换成模拟电压。模拟电压再经过光耦隔离，然后调节电源芯片ＴＯＰ２２５Ｙ控制脚的电流大小，由芯片调节控制信号的占空比，从而调整脉冲电压的幅值或涓流电流的大小。一般

《基于ST72单片机的快速充电系统》