1、1 本科毕业设计 (论文 )开题报告 电子信息 工程 全自动充电器的设计 一、 课题研究意义及现状 1、意义 随着各种采用电池供电的便携式和可移动式设备的广泛应用，充电器的需求量也越来越大。人们对充电器的要求是：在电池充足电、但不过量充电而把电池充坏的前提下，尽量方便使用。同时电化学的发展使得新型电池层出不穷，市场要求在充电器的设计上能够充分适应这些变化，并利用最先进的电子技术降低成本改善性能。 2、现状 近几年我国电池充电器行业发展速度较快，受益于电池充电器行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大，电池充电器行业在 国内和国际市场上发展形势都十分看好。虽然受金融危机影响使得电池充电器行业
2、近两年发展速度略有减缓，但随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退，我国电池充电器行业重新迎来良好的发展机遇。 全球充电器市场的产量与产值正在经历上升期。据报道，全世界的仅电池充电器产量在2010 年达到 16 个亿，价值 106 亿美元。电信产品的电池充电器市场估算为 26 亿美元，信息技术（ IT）的约是 22 亿美元，两者都是这个迅速扩张市场中的主要增长。手机和笔记本电脑的热卖推动便携式充电电池的需求上升，继而促进了全球充电器产业的发展。 充电器市场主要集中在以下五个领域： （ 1） 汽车市场 （ 2） 工业市场 （ 3） IT 业市场 （ 4） 消费类电子产品市场 （ 5）
3、 通讯业市场 随着电子元件的小型化和功能的增加，充电器厂商也逐渐注重于开发更小巧、功能更强的产品。另外，虽然目前市场上以普通充电器为主，但智能充电器的发展很快，前景比较乐观。新加坡的 Ravell Comtek 公司最近就推出了一种新式的 Ravflex 充电器，这种精巧的新产品将为移动电话用户带来不少便利。现在的移动电话电池消耗快又易损坏，充电过程繁琐，2 但随着 Ravflex 充电器的面市，上述问题可迎刃而解。 Ravflex 是目前市面上效率最高的充电器，可在 15 分钟内完成充电过程。这种充电器还可以减少“记忆效应”，即避免电池因充电而引起晶化现象而影响寿命和性能。 Ravflex
4、在充电过程中不但不会使用电池内部形成晶体，而且还可以分解已形成的晶体，使电池保持最佳状态，寿命延长三倍。这种新式充电器适用于大部分电池，还可以通过适配器用于摄像机、笔记本电脑及便携式打印机。当然，由于成本的限制，这样的充电器目前不能应用在成本敏感的普通家用电子消费品上，也不适宜用在大功率的工业用充电器上，而只是在高端消费品和 IT 类产品上有一定 市场。 二、课题研究的主要内容和预期目标 1、 主要内容 掌握基于单片机的通用智能充电器设计的各种方法，了解单片机 STC12C5A60S2、 A/D转换与充电控制芯片 MAX846A 的功能 。设计出相应的电路并进行调试。分析、比较各种元器件，选择
5、性价比比较好的元件，组成电路图。此电路 能对锂离子电池进行充电。 然后，测试电池在电压不足和电量充足时是否会自动充电和自动停止。 2、 预期目标 （ 1） 通过文献检索，熟悉锂离子电池充电器的设计方法 （ 2） 熟悉单片机 STC12C5A60S2、 A/D 转换与充电控制芯片 MAX846A 的功能 （ 3） 编写程序 （ 4） 设计制作出完整的锂离子电池充电器电路 （ 5） 调试成功，并能完成自动充电 （ 6） 按照要求格式撰写毕业论文 三、课题研究的方法及措施 1、 硬件设计 由单片机 STC12C5A60S2 与充电控制芯片 MAX846A 组成。如图 3-1 所示。 3 智 能 芯
6、片S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2复 位 电 路显 示 电 路指 示 电 路时 钟 电 路控 制 执 行 芯片 M A X 8 4 6 A充 电 控 制A / D 转 换程 序 载 入图 3-1 硬件原理图 图中 STC12C5A60S2 与 MAX846A 一起构成充电器的核心。 单片机的 2 个 PWM 输出（ P2.7 和P2.6），经输出滤波分别与 MAX846A 的 VSET 以及 ISET 相连，以控制充电电压及电流，其中P2.7 控制浮动电 压， P2.6 控制充电电流。从 ISET 端引出电流量， BATT 端电池分压器读出电压量，引入微控制器，连续测量充电电压及
7、电流。由于从 ISET 以及 VSET 读出的量均为模拟量，所以需要 STC12C5A60S2 单片机内部 A/D 转换。在充电器中， STC12C5A60S2 用来控制MAX846A 对电池的充电与否，实时检测充电器的状态及指示。指示部分用两个发光二极管来获知电池的电量是否充满。电源回路由变压器、桥式整流电路、滤波电路以及稳压器 LM317和 7805 组成，作为电路单元和芯片的工作电源。 2、 软件设计 系统的主要程序流程如 图 3-2所示。 4 图 3-2 软件流程图 系统主流程包括初始化函数、电池检测函数、预充电子程序、快速充电子程序和涓流充电子程序。 （ 1） 单片机上电后初始化 在
8、开始充电时，对系统进行初始化， STC12C5A60S2 单片机各个端口初始化、堆栈指针初始化、寄存器初始化、中断设定和根据电池类型设定它能够承受的最大电压。 初始化过程将清除上次充电的所用记录，同时启动系统的监控函数，并复位中断系统，一般放置电池前完成。 （ 2） 调用检测电池的子程序 连续 3 次检测电池电压，如果电压值大于 1.0V，则认为充电器内已放入电池；如果系统认 为无电池，就退出函数，再重新开始执行检测电池的子程序。确认充电器中存在电池后，5 使用单片机的高精度 A/D 模块检测电池的端电压，根据检测到的电压，决定采用预充电还是快速充电。 （ 3） 相应的充电阶段，子程序内部保持
9、循环，不断检测，直至相应阶段充电完毕，退出相应的子程序 充电子程序包括预充电子程序、快速充电子程序和涓流充电子程序。根据电池电压值，判断是否跳过预充电子程序，直接进入快速充电子程序。如果不跳过预充电子程序，则正常执行时序时：预充电子程序快速充电子程序涓流充电子程序。充电过程中，由 LED 和LCD 进行显示电池 的当前状态。 在各充电子程序模块均表明电池充好电后退出。如果充电正常，退出子程序，进入已充电子程序；如果充电异常，不进入下一充电子程序，重新调用检测电池的子程序。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2011年 9月至 2012年 2月。 第一阶段（ 2周）：分析任务，收集资料，系
10、统总体方案设计。 第二阶段（ 2周）：完成开题报告、文献综述、外文翻译。 第三阶段（ 6周）：设计与写论文，硬件电路的设计与制作，撰写设计报告与论文。 第四阶段（ 2周）：设计作品完善，论文修改。 五、参考文献 1 A. Daoud, A. Midoun, Fuzzy Control of a Lead Acid BatteryChargerJ. Electrical Systems 1-1 (2005): 52-59. 2 郁百超 ， 李嘉明 ， 锂离子动力电池无损充电机 J.电源学报， 2011，（ 03）： 71-76+86. 3 韩晓明 ， 漫谈镍镉电池充电器 J.电动工具（季刊），
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