基于51单片机的宽电压充电器的设计与实现 .pdf
宽电压充电器的设计与实现
摘要
随着小型电子设备在生活中的应用，如手机、笔记本、航空拍照器等，可充
电电池越来越重要，然而可充电电池一个最为关键的设备是充电器，不言而喻，
充电器是给电池提供能量补充的装置系统，关系到可充电电池的使用寿命，故设
计一款性能稳定，充电效益高的充电器至关重要，本设计从可充电电池的电压和
电流以及充电保护系统等各方面技术指标展开设计，并最终以作品的成果展现，
系统设计采用STC5A60S2为控制核心，采用DS18B20为温度控制传感器，时时
检测充电温度。液晶显示屏选用价格低廉的LCD1602液晶显示器，显示充电温
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度、充电电流、充电电压，最终显示在液晶屏幕上。采用独立按键，调整电压
值，本设计外围电路简单，结构清晰，且产品有一定的市场前景和经济价值，能
满足一般的电子产品可充电电池的能量补充。
关键词：可充电电池STC12C5A60S2DS18B20温度控制LCD1602
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1绪论
1.1课题研究背景
电池是电子设备中不可缺少的能源装置系统，是为电子设备提供能量装置的，
[2]
对电子设备有着至关重要的作用，不言而喻，电池性能好坏对电子设备使用寿
命影响巨大，而电池大部分都是可充电的，如铅蓄电池，锂离子电池，锌锰电池
等，市场上可充电电池都配有充电器，如手机，相机等小型设备，这些充电器的
设计方法，大部分采用市电220V经过低频率的工频变压器降压后，经过简单的
半波整流或桥式整流，再滤波后对电池进行充电，有的则是直接将市电220V整
流滤波后，通过高频开关管振荡，在通过高频变压器降压、整流、稳压、滤波后
得符合可充电电池充电的电压，这两种设计都是市场上电子充电产品普遍采用的
设计方式，其优点是成本低，电路设计较为简单。但是有很多缺点，如使用低频
变压器为降压的，由于变压器本身热损耗，导致变压器发热，效益不高，且使用
低频变压器由于采用硅钢等材料和大面积的线圈绕组，使得充电器的体积庞大，
这不利于充电求的携带。而采用高频变压器设置，则存在安全隐患，由于开关管
长期工作在大电流与高电压的工作下，开关关容易烧坏，
1.2课题研究的意义
针对传统的充电器的优缺点，本设计结合现有市场上的充电器，从充电效益、
充电电压、充电电流、电池温度等技术角度考虑，设计一款性能稳定、安全、充
电效益高的宽电源智能充电器，该充电器采用PWM脉冲进行调制，采用高端单片
机STC5A60S2为控制核心，能根据不同的电池充电电压要求，调整充电电压，从
而达到提高充电效益、过温等功能，本设计由于采用数字控制方式，使充电器智
能化，操作更加简单和方便，市场运用前景广，实用性强，有一定的经济价值，
同时由于电路相对简单，能在短时间内完成，故本设计是可行的，具有一定的研
究意义。
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1.3课题的国内外研究现状
1.3.1国内研究现状
电子产品的设计，总是在曲折中发展的，可谓是波浪式前进，螺旋式上升，
从电子管电路开始，就注定电子产品的发展不是一番风顺，利用电子管构成的电
路，体积大，由于自身发热，因此热耗散大，世界上第一台电子计算机就是利用
电子管设计的，占地面积和功率都很庞大，但其运算速度相比今天的计算机则落
后了许多，完全不可同日而语，19实际20年代，随着晶体管元器件的出现，电
子产品的设计发生了翻天覆地、日新月异的变化，由于晶体管元器件的体积小，
发热量相对较小，这些优点都有利于集成电路的发展，故集成电路也应运而生，
我国的充电器则要追溯到新中国成立的时候，那时的国家积贫积弱，电子产品百
废待兴，随着我国第一颗卫星的上天，国民才意识到集成电路的重要性，此时各
种电子产品也渐入佳境，如锌锰电池和纽扣电池等，由于这些电池都是一次性的，
不可循环利用，对资源浪费巨大，1997年，致力于设计网络产品的华为公司成
功设计一种可充电的电池，这一发明后来被广泛借鉴，此后，国内市场上的电子
充电器也应运而生，出现了很多种类的充电器，其技术和各方面