[发明专利]一种基于PIC16F883的锂电池智能充电器

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，特别涉及一种基于PIC16F883的锂电池智能充电器。

背景技术

随着全球工业化的进程，人类对能源的需求在不断增长，从而使得能源危机日益加剧。太阳能是资源最丰富的可再生能源，它分布广泛、可再生、不污染环境，是国际公认的理想替代能源。随着太阳能技术的发展，近年来超薄、超轻的光伏电池在便携式电子设备中的应用也得到了很大发展。

内置锂离子电池的太阳能充电器摆脱了传统充电方式的束缚，节能环保，具有良好的发展前景。本发明以单片机智能控制为基础，设计了一款能够为手机、MP3和PDA 等电子设备提供直充电源的太阳能充电器，具备对锂离子电池进行过充、过放、和过温保护的功能，具有控制电路简洁有效的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PIC16F883的锂电池智能充电器，通过以下技术方案来实现：

硬件部分：主要包括充电电路、放电电路和控制电路。各部分之间的连接关系为：所述控制电路作为数据处理和控制的核心对锂离子电池的端电压进行采样，并且对采样电压进行两次分压，第一次分压后判断并控制充电电路进入预充电、快速充电或者脉冲充电阶段，第二次分压后判断并控制放电电路工作或者关闭。

所述充电电路是一个Buck变换器及其驱动，包括太阳能电池、屏蔽二极管、Buck变换器和锂离子电池，能够把太阳能电池发出的电能进行变换从而实现对锂离子电池的充电，Buck的驱动脉冲由单片机输出，并由单片机控制其工作。其中，锂离子电池充电包括预充电、快速充电和脉冲充电三个阶段。

所述放电电路是一个有关闭模式的集成Boost变换器，其输入电压为锂离子电池的端电压，其工作范围为3.3V~4.2V，为保护锂离子电池，当电压低至3.3V时，关闭放电回路，放电电路的输出为手机、MP3和PDA等电子设备提供5V~5.5V的直充电源。其中，集成Boost变换器的型号为LTC3402。

所述控制电路包括驱动电路、采样电路、控制电源和单片机。驱动电路为Buck变换器提供驱动脉冲；采样电路包括电流采样电路、电压采样电路和温度采样电路，电流采样电路的主要作用是为了实现锂离子电池充电电流的最大化，因此采样电阻串联在电池充电回路中，采样电阻上的压降与充电电流的大小成正比，电压采样电路对锂离子电池的端电压进行采样，根据采样的电压信号进行充电过程的控制，实现脉冲方式的充电，并进行过充保护，以及使能或关闭放电电路防止过放，温度采样电路是为了防止锂离子电池超温工作，温度采样通过一个负温度系数（NTC）热敏电阻实现；控制电源为采样电路和单片机提供工作电源；单片机是整个系统控制的核心，其芯片型号为PIC16F883。

软件部分：本智能充电器软件编程主要是用C语言编写程序以实现锂电池智能充电器所要实现的功能。主要包括系统初始化、开中断、调用充电子程序和充电完成处理几个部分。

系统初始化包括变量、I/O端口、C₁比较器、PWM、定时器和中断的初始化；开中断是指启动C₁比较器中断；调用充电子程序是指根据锂离子电池的电压调用预充电、快速充电或者脉冲充电子程序；充电完成处理是置充电指示灯为绿灯，将其余端口设为低电平，修改比较器基准电压为4V，关闭全局中断使能位。

本发明的有益效果为：利用PIC16F883单片机控制整个系统的运行，大大简化外围硬件电路的设计，降低了成本，经济实用，同时具有体积小、重量轻、便于携带的优点。

附图说明

图1是所述锂电池智能充电器的结构框图。

图2是所述锂电池智能充电器的程序流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为所述锂电池充电系统的结构框图，主要包括充电电路、放电电路和控制电路，各部分之间的连接关系为：所述控制电路作为数据处理和控制的核心对锂离子电池的端电压进行采样，并且对采样电压进行两次分压，第一次分压后判断并控制充电电路进入预充电、快速充电或者脉冲充电阶段，第二次分压后判断并控制放电电路工作或者关闭。