嵌入式系统在蓄电池充电中应用研究.doc

4 8 8 9 9 -II的必要准备 -II的基本函数 ··································· 22嵌入式系统在蓄电池充电中的应用研究设计题目嵌入式系统在蓄电池充电中的应用研究Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse设计要求本文的主要目的是研究并设计一套蓄电池充电控制器,控制器的总体功能和技术要求如下:(1)充电系统的输入直流电压范围为200~650V;Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse(2)充电系统的直流输出电压范围为0~60V,待充蓄电池组额定电压为48V;(3)充电系统的输出直流电流范围为0~20A;(4)充电系统的最大输出功率为1200W;Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse(5)充电系统应根据蓄电池的荷电状态采用合适的充电方法对蓄电池进行充电;(6)充电系统应具有完善的充电保护功能;(7)充电系统应具有实时显示和监控的功能。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse设计的作用与目的如何高效、快速、安全地对蓄电池进行充电控制,一直是人们关心的问题。虽然蓄电池问世至今已有100多年的历史,但是由于技术条件的限制,目前很多的充电器仍然采用传统的充电方式。铅酸蓄电池作为一种可重复使用的储能设备得到了广泛的应用,但是充电一直是影响其使用寿命的关键问题。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse随着铅酸蓄电池在新能源开发中的广泛应用,对蓄电池的充电方法和充电装置都提出了新的要求:研究并设计一种快速、高效、安全的蓄电池充电系统成为一项很重要的任务。对蓄电池充电的改进可以从两个方面考虑,一是蓄电池的充电方法,二是蓄电池的充电装置。随着电力电子技术、微电子技术、计算机技术以及自动控制技术的发展,蓄电池的充电控制方法和充电装置的研究也越来越广泛,这两个方面的研究设计对光伏发电、电动汽车等新兴绿色环保产业的发展具有非常重要的意义。本文致力于研究并设计一种快速、安全、智能的蓄电池充电控制器。蓄电池的充电过程主要分为激活充电、大电流快速充电、过充电和浮充电四个阶段。这四个充电阶段是完全按照蓄电池的状态进行设置的,多模式充电控制策略考虑到蓄电池在实际使用过程中的荷电状态,根据蓄电池的荷电状态进行相应的充电控制,通过对蓄电池端电压的检测,确定采用何种充电模式,有效地维护了蓄电池的充电寿命。这种多模式的充电方法综合了恒流充电快速而安全、及时补偿蓄电池电量和恒压充电能够控制过充电以及在浮充状态保持蓄电池100%电量的优点。这种充电控制策略能够实时检测充电情况并按预定的充电方案对蓄电池充电;通过对蓄电池荷电状态的分析与判断,选择合适的充电模式,激活充电能够有效地激活过放电蓄电池内部的活性物质,避免初始大电流快速充电对蓄电池造成损坏;大电流快速充电能够最大效率地补足蓄电池的电量;过充电能够能够使得蓄电池的电量接近100%充满,最后的浮充电又能够补充蓄电池自身放电而损失的电量,进一步补充蓄电池的电量并延长蓄电池的使用寿命。本文根据充电系统的功能要求和技术指标,进行了总体方案设计。蓄电池充电控制器的控制方式采用基于时下最常用的嵌入式ARM7微处理器LPC2292的数字控制。充电系统采用多模式充电控制策略,分别为激活充电、大电流快速充电、过充电和浮充电四种模式。根据充电系统的总体方案,对充电控制器的硬件和软件进行了详细的设计与实现。硬件部分主要充电控制器的驱动电路,采样电路,保护电路以及辅助电源的设计。软件部分主要包括介绍了μC/OS-II实时操作系统在ARM7上的移植和各个软件模块包括A/D采样、控制器数据的处理以及数据在LCD显