智能型铅酸蓄电池充电器的设计与实现

由三极管Q5、Q6、Q7和电阻R29、R30、R31、R32等组成。工作过程为:IC3(PIC16C54)的6脚输出的PWM控制信号经电阻R32接至Q7的基极，控制Q7通断，从而使Q5和Q6亦导通或截止，充电电流流过Q6对蓄电池(BAT)充电。改变PWM控制信号的脉宽，使得充电电压可调。

3.3 控制器

　　如图3所示，控制器是由IC2(LM358)和IC3(PIC16C54)以及电阻电容等组成。其中IC3采用Microchip公司生产的PIC16C54单片机。它是18引脚封装的8位单片机，有12条I/O(输入/输出)线，每条I/O线吸收电流为25mA，驱动电流为20mA，内部EPROM为512×12，RAM为25×8，有可编程代码保护。

　　控制过程为:快充阶段，IC3的6脚输出高电平，经电阻R32接至Q7的基极，使斩波开关导通，通过电流监控电路，以恒定电流对蓄电池充电。到达快充时间时，IC3的6脚输出低电平，关断斩波开关，停止充电，快充阶段结束。慢充阶段，IC3的6脚输出PWM控制信号，使斩波开关以固定的占空比导通，充电器以恒定电压对蓄电池充电，此时充电电流随着蓄电池电压的上升，按指数规律下降。当蓄电池电压上升到规定值时，由电阻R33、R34、R35对蓄电池电压取样后，送至比较器IC2的3脚(同相输入端)，与2脚(反相输入端)的基准电压比较，则1脚输出高电平，IC3的17脚输入高电平，经软件滤波和延时，判断检测无误后，结束慢充。涓流充阶段，IC3的6脚输出PWM控制信号，使斩波开关以较小的占空比导通，将充电电流维持在0.09C左右，对蓄电池充电。

　　超温保护是通过附加在蓄电池上的正温度特性热敏电阻RT2、R36、R37实现的。当电池温度升高时，热敏电阻RT2的阻值增大，则IC2的5脚(同相输入端)电位上升;若电池温度升高到规定值时，5脚电位高于6脚(反相输入端)电位，则7脚输出高电平，IC3的18脚输入高电平，则IC3的6脚输出PWM信号，使充电器以浮充电压对蓄电池充电，有效地保护了蓄电池。

本充电器用发光二极管表示充电状态。即快充和慢充阶段，绿色发光二极管G点亮;涓流充阶段，黄色发光二极管Y点亮。图4所示为程序流程。

3.4 辅助电源

　　辅助电源由工频变压器T3、整流元件B2、滤波元件C27、C28和三端稳压集成电路IC4(7805)组成，为单片机提供(+5V)电源电压。采用这种为单片机单独供电方式，可以增强抗干扰能力，提高可靠性。同时为单片机提供50Hz计时脉冲信号。

4 综合实验

　　图2所示电路可给12V/4Ah的铅酸蓄电池充电，最大充电电流限制为4A，最大输出电压为18V。充电开始时，充电器以4A电流对蓄电池快速充电约25分钟;然后以14.7V的恒定电压对蓄电池进行慢充，直至蓄电池电压上升到12.8V，结束慢充；最后充电器以14.1V电压对蓄电池涓流充电。温度保护点为45C°;当蓄电池温度升高到45C°时，单片机控制充电电压下降到14.1V，随着温度的回落，充电电压恢复到保护前的状态继续充电。该充电器对上述蓄电池充电比普通充电器缩短了约2/5的时间。

　　铅酸蓄电池的型号不同，充电要求不完全相同，在设定快充时间和最大充电电流等参数时，要经过反复试验，才能达到最佳充电效果，使电池寿命得到延长。本充电器经过多种综合试验，充电效果良好，适用于对多种蓄电池充电。