4.基于STM32处理器的锂电池快速充电设计.pdf

第 27卷第2期 湖 北 工 业 大 学 学 报 2O12年 O4月 VOI．27No．2 JournalofHubeiUniversityofTechnology Apr．2012 [文章编号]1003—4684(2012)02—0008—03 基于 STM32处理器的锂 电池快速充电设计 张洪涛，彭潇丽 (湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北 武汉 430068) [摘 要]提出了基于 STM32处理器的智能管理系统和PFC(功率因数校正)的充电电路对锂离子 电池进行充电． 利用 MATLAB动态仿真工具实现 了PFC控制技术 的动态仿真，仿真结果达到了预期效果．用 C语言编程指令来 实现 STM32处理器 的智能管理． [关键词]处理器；智能管理系统；功率因数校正 ’ [中图分类号]TN710 [文献标识码]：A 采用高性能动力 电池提供能量驱动汽车行驶 ， 可大大减少废气排放．因此 ，动力电池的研发 已成为 1 智能管理系统总体方案设计 世界各 国汽车工业 的重点研究的电池技术之一．在 国内，对大功率动力型电池的研究起步晚且不成熟 ， 快速充电技术是一种能够按照电池充放电特性 如何对动力电池进行快速充电并保持电池 良好的性 要求进行充电，并达到电池容量、使用寿命最大化的 能，成为制约国内电池技术发展的颈瓶．本文根据这 充 电技术．锂离子 电池智能充 电系统设计研究的 目 一 现实提出了基于 ARM 的 STM32处理器的智能 标是 ：在不影响电池使用寿命且使 电池容量最大化 管理系统和 PFC的充 电系统，对锂离子电池 的快速 的前提下，实现快速、高效充 电．整个系统 以ARM 充电进行研究L】]． 芯片 STM32为主控制器，通过检测电路采样 电池 嵌入式系统 以计算机技术为基础 ，系统的软硬 组的电压和电流信息，并将其转变成数字信号反馈 件可以裁剪，适用于应用系统，对可靠性、功能、成本 给MCU控制器，控制器根据当前锂离子电池组的 及体积都有严格要求_2]．STM32芯片使用高性能的 充 电情况，通过调整PWM 的占空比，实现对充电电 ARM Cortex-M332位 的RISC内核 ，工作频率为 路工作状态的调整，从而完成对锂离子 电池充 电过 72MHz，同时提供先进的计算性能和 良好 的中断系 程的监控．锂离子电池组快速充 电系统主要由电源 统响应．内置高速存储器 ，丰富的增强 I／O端 口和 充电电路、采样检测 电路 、控制电路和驱动电路 四大 联接到两条 APB总线 的外设．包含 3个 12位 的 部分组成．控制系统的框图如图 1所示． ADC、4个通用 16位定时器和 2个 PWM 定时器 ， 采样检测电路 还包含标准和先进的通信接 口：2个 I。C、3个 SPI、2 个 I。S、1个 SDIO、5个 USART、一个 USB和一个 驱动 电路 控制电路 STM32处理器 CAN．芯片工作 的温度范 围为一40～105℃，供电电 图 1 锂离子电池快速充电控制系统的结构框 图 压为 2．0～3．6V，芯片启动后反应速度灵敏 ，当充 放 电过程遇到一系列情况时，芯片能做出相应 的快 本文设计的锂离子电池组由 1O个单体电池 串 速处理．这些丰富的外设配置 ，使得 STM32微控制