為了在蓄電池充滿電后能夠自動斷電，利用pIC單片機設(shè)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(tài)，能適應(yīng)現(xiàn)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(zāi)隱患和電器故障的發(fā)生，也能節(jié)約寶貴的電能。

現(xiàn)有的蓄電池充電器中有很多質(zhì)量低劣的不合格產(chǎn)品，有的劣質(zhì)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(tài)，對電池的壽命會有一定的影響;現(xiàn)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(tài)，不能在蓄電池已充滿電的情況下智能的切斷電源。本文設(shè)計一種蓄電池充電專用管理器，能適應(yīng)現(xiàn)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(tài)，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(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

智能充電管理器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，本文設(shè)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(qū)動電路和為各電路提供工作電源的開關(guān)電源電路。

1.2pIC12F675單片機

pIC12F675單片機是pIC12系列單片機，采用RISC型CpU內(nèi)核，僅需學習35條指令，除了跳轉(zhuǎn)指令以外所有指令都是單周期的，由于采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，以及指令的讀取和執(zhí)行采用流水作業(yè)方式，使得pIC單片機的運行速度大大提高;pIC單片機是最節(jié)省程序存儲器空間的單片機，驅(qū)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25mA。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(xiàn)“純單片”應(yīng)用。本文中pIC12F675單片機負責對系統(tǒng)的工作進行實施調(diào)度，實現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負載的管理、工作狀態(tài)的指示等。為了在蓄電池充滿電后能夠自動斷電，利用pIC單片機設(shè)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(tài)，能適應(yīng)現(xiàn)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(zāi)隱患和電器故障的發(fā)生，也能節(jié)約寶貴的電能。

現(xiàn)有的蓄電池充電器中有很多質(zhì)量低劣的不合格產(chǎn)品，有的劣質(zhì)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(tài)，對電池的壽命會有一定的影響;現(xiàn)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(tài)，不能在蓄電池已充滿電的情況下智能的切斷電源。本文設(shè)計一種蓄電池充電專用管理器，能適應(yīng)現(xiàn)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(tài)，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(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

智能充電管理器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，本文設(shè)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(qū)動電路和為各電路提供工作電源的開關(guān)電源電路。

1.2pIC12F675單片機

pIC12F675單片機是pIC12系列單片機，采用RISC型CpU內(nèi)核，僅需學習35條指令，除了跳轉(zhuǎn)指令以外所有指令都是單周期的，由于采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，以及指令的讀取和執(zhí)行采用流水作業(yè)方式，使得pIC單片機的運行速度大大提高;pIC單片機是最節(jié)省程序存儲器空間的單片機，驅(qū)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25mA。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(xiàn)“純單片”應(yīng)用。本文中pIC12F675單片機負責對系統(tǒng)的工作進行實施調(diào)度，實現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負載的管理、工作狀態(tài)的指示等。1.5繼電器驅(qū)動電路

繼電器驅(qū)動電路如圖4所示。繼電器K1的線圈一端接5V開關(guān)電源的輸出端，另一端與三極管Q1的集電極連接，三極管Q1的基極通過電阻R9與單片機pIC12F675的繼電器驅(qū)動輸出端連接，三極管Q1的發(fā)射極接地，繼電器K1的常閉觸點串接在交流電壓的一個輸入端，另一個輸入端與電流互感器T2初級連接。繼電器K1線圈的兩端并聯(lián)整流二極管D1，在晶體管Q1截止后為繼電K1的線圈中的電流提供一條回路，從而避免線圈產(chǎn)生過大的感應(yīng)電勢損壞三極管。

1.6開關(guān)電源電路

為了提高電能利用率，保證電路工作的穩(wěn)定性、可靠性，最大限度的減少由電源波動帶來的誤操作，本設(shè)計中采用以TOp221單片開關(guān)電源為核心的開關(guān)電源電路。

如圖5所示，交流電AC由兩個AC接點Net1，Net2輸入，經(jīng)C2和T4組成的EMI濾波器抑制電磁噪聲，進入整流電路D4。整流后的脈動直流電經(jīng)C1濾波，提供給TOp221開關(guān)調(diào)制電路。

高頻變壓器T1的次極繞組有兩個，一個是主繞組，它提供電源的主能量，高頻電壓經(jīng)肖特基二極管D6整流后由濾波電容C9，C10濾波，再經(jīng)電感L1組成低通濾波器向負載輸出。L1主要是抑制高頻噪聲向負載輸出，以防止負載受其干擾。輸出端的電解電容C13是為了降低輸出的交流紋波系數(shù)而加的，它主要是降低輸出直流電壓的交流紋波。另一個次級繞組組成反饋電壓繞組，由二極管D7整流后加在光敏管U3兩端，輸出的反饋電壓加在光耦內(nèi)的二極管正極上，電阻R13和高精度可調(diào)穩(wěn)壓管U4組成基準電壓源，為光耦提供基準電壓，這樣光耦中的二極管的發(fā)光強度是由輸出電壓控制的，經(jīng)光耦耦合到T1的控制端，從而實現(xiàn)脈寬的可控，達到穩(wěn)壓目的，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定低電壓工作電源。該電源的輸入電壓范圍可達85～265VAC，輸出電壓為5V，可提供0.8A的電流輸出。負載調(diào)整率為±1%，電源效率約為70%，輸出紋波電壓小于50mV。

2軟件設(shè)計

2.1滿充狀態(tài)參數(shù)采樣和存儲

首次使用該充電管理器應(yīng)預(yù)先將蓄電池充滿電，然后將蓄電池通過充電器接入充電管理器，按下學習采樣按鈕S2，將充滿電狀態(tài)的蓄電池充電電流的轉(zhuǎn)換電平存儲到單片機的E2pROM，作為判斷蓄電池是否充滿的依據(jù)。如圖6所示。

2.2正常使用時的運行程序

在正常使用時，經(jīng)插孔連接各種蓄電池充電器，單片機不斷的進行采樣，當采樣到蓄電池充電電流高于單片機的E2pROM存儲值時，單片機pIC12F675的Gp2輸出低電平經(jīng)電阻R9到三極管Q1的基極，三極管Q1截止，集電極上繼電器K1的線圈不得電，其常閉觸點保持閉合，保持管理器電源繼續(xù)充電。反之，當采樣到蓄電池充電電流的直流電平等于或低于滿充狀態(tài)時的直流電平時，單片機pIC12F675的Gp2輸出高電平，三極管Q1導通，繼電器線圈得電，其常開觸點閉合，自動斷開蓄電池充電電源。軟件框圖如圖7所示。

3結(jié)語

以pIC12F675為控制器的蓄電池充電管理器利用電池的充電電流作為輸入，通過使用自學習功能將蓄電池滿充狀態(tài)充電電流的轉(zhuǎn)換電平存儲到單片機的E2pROM中，作為判斷蓄電池是否過充的依據(jù)。在蓄電池充滿電后浮充一段時間，智能的切斷蓄電池充電電源，能夠保證電池的充足率并且保證不會過充。整個充電管理器體積小，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并且具有良好的抗浪涌和防沖擊功能。通過某電子企業(yè)對該產(chǎn)品的生產(chǎn)和推廣，證明該充電管理器工作安全、穩(wěn)定，對蓄電池充電不僅能夠保證較高的充足率，而且可以延長電池的使用壽命，具有非常高的實用價值和推廣價值。