基于单片机AT89C52控制的智能电器设计.pdf

设计与分析◆Sheji yu Fenxi 基于单片机AT89C52 控制的智能电器设计 梁华英 （广东省食品药品职业技术学校，广东广州510663） 摘 要：近年来便携式电子产品迅速增加，对电源管理的要求也越来越高。锂离子电池相比镍氢、镍镉电池而言，具有体积小、容量大、无电 池记忆效应等优点，因此得到了广泛应用。现针对锂离子电池设计了一款基于单片机AT89C52 控制的电源管理智能电器，并就其主体设计和外 围电路设计2 方面进行论述。 关键词：单片机；电源管理；智能电器；设计 0 引言 随着摄像机、移动电话、笔记本电脑、PDA 等便携式电器设备 的迅速普及，与之配套的小型镍氢、镍镉、特别是锂离子电池的生 产及需求量也与日俱增。锂离子电池体积小、重量轻；比能量高，是 Ni/Cd 电池的3 倍；循环寿命长，充电可达 1 000 次；安全性好：单 体电池电压高，通常为3.6 V ；自放电率低。因此，其广泛应用于可 移动便携式电器设备中。锂离子电池制造成本相对低廉，随着生产 技术的发展，它还有进一步优化的趋势，因此是未来最有前途的便 携性电池。 使用过程中，锂离子电池的充电方法和技术引起了人们的重 视，因为它对充电控制电路要求较高，所以使用中需严格避免出现 ［1-2］ 过充电、过放电等现象 。对于便携性电池，人们希望在获得大容 智能电源管理控制器的设计包括3 部分： 量电能的同时，能够尽量减轻重量，延长寿命。另外，由于便携式设 （1）控制电路。控制电路主要包括单片机及其外部的扩展电 备的散热条件一般比较差，所以对整个电源系统的效率也提出了 路，其主要作用是控制充电电路的工作，同时对充电电池各项反馈 较高要求。这里针对以上期望设计了一种基于单片机控制的智能 数据（如电流、电压和温度等）进行处理。充电器部分的控制电路主 ［3-4］ 电源管理器 。 要包括负责给充电器部分控制电路供电的辅助电源部分和主功率 1 智能电器主体设计 电路的电源控制芯片部分（包括PFC 和DC/DC 两部分的控制）。 1.1 主体设计方案 除了恒流参考信号、恒压参考信号和电路保护信号由电池组部分 本文中采用了目前应用最为广泛的恒流恒压充电方式，通过 的单片机发到充电器控制电路以外，其余部分的控制功能全部都 使用开关模式的电源来提供电池充电所需要的电压和电流，并且 由充电器的控制电路自主完成。 （2）充电电路。充电电路主要包括充电芯片和同步整流电路，它 应用单片机和一系列周边电路来实现对充放电的控制和电池的保 能够根据CPU 发出的指令给充电电池提供恒流或恒压。本文设计 护。 了一个工频输入，能够实现恒流恒压输出的AC/DC 开关电源。充 利用单片机和开关电源相结合，我们就可以构造出一个智能 电器具体指标要求是输入电压：130～265 V；输出电压：0～30 V；输 化的锂离子电池智能管理系统：开关电源主功率回路负责将电能 出恒流变化范围：0～10 A。根据这个指标，我们采用PFC+DC/DC 转化成电池充电所需要的形式，同时尽量提高效率，减小电压电流