基于PIC16F676的镍氢电池充电管理系统设计

充电状态检测电路：

1）电池端电压检测：通过精密电阻R18，R19分压获得电池端电压，将此信号接到PIC16F676的RC1引脚AD检测引脚。

2）电池温度检测：在电池组内内置一个具有负温度系数的热敏电阻，通过测量热敏电阻的端电压可以准确地测量到电池组的温度。为保证测量精度，回路中采用了精密稳压源LM385以产生精确的基准电压（1.25V）。此基准电压1.25V同时作为PIC16F676芯片AD转换的参考电压。

3）充电电流检测：由运算放大器LM324构成一个差动放大器，检测PIC16F676的充电电流。充电电流过大时候，应减小PWM的占空比；反之，应增大PWM的占空比，从而使充电电流维持在何时的范围内。

3 镍氢电池充电管理电路软件设计

本系统利用电池电压，温升、充电时间以及电压变化量等参数来综合判断是否应该结束充电过程。软件按功能可以分为PWM控制模块、计时模块以及电压检测、电流检测、温度检测等几个部分。程序流程图如图2所示。

系统工作时候，PIC16F676不断检测电池组端电压。若此电压数值低于1.25NV（N为电池节数），检测环境温度，如果环境温度在5~40度之内，则启动PWM开始充电。在充电过程中，CPU不断采集充电电流的大小，并将实测电流数值与设定数值相比较。若两者相差超过10%时，调整占空比，可使充电电流维持在设定数值附近。另外，CPU还将不断测量电池端电压、电池温度，并对充电时间进行计时。当这些参数满足下列的充电终止条件时候，停止充电：当电池电压大于设定电压或者电池电压出现5~10毫伏/分钟/节的负△V变化时；电池温度超过55度，或者出现0.5度/分的温升时候，充电时间大于180分钟（本系统采用0.5C充电），都应该停止充电。

在电池长时间闲置或者放电情况下，在充电前期电压会出现起伏，形成-△V。通过设置延时定时器，在充电初始10分钟内不判断电池电压变化，可防止误判断终止充电。

本系统软件的核心部分为AD转换和定时器产生PWM这两个模块。下面给出这两个部分的相应的程序，编译环境为PIC16。

///////////////////////////////////AD初始化程序//////////////////////

void AD()  //

电量测试子程序

{

ADCON0=0X59;  //启动AN3  AN0,AN1作模拟口

ADCON1=0X84;  //结果右移

TRISA3=1;//做输入口用

ADGO=1; //启动AD

ADIF=0;  //清除AD标志

while(ADIF==1);  //等待AD采样完成

ADIF=0;  //清除AD标志

while(ADGO)continue; //等待转换结束

}

///////////////////////////////////TMR1 定义///////////////////////////

void  tmint()

{

GIE=1;

PEIE=1;

TMR1IF=0;

TMR1IE=1;   //设置中断使能

T1CON=0x31;    // 预分频设置1：8   开定时器

TMR1H=0x9E;

TMR1L=0x57;    //定时参数

}

/////////////////////////////////定时器中断服务程序////////////////////////

void interrupt clkint0(void)

{

TMR1IF=0;

TMR1H=0x9E;   //初值25000；200毫秒

TMR1L=0x57;   //25000-1

s0=1;

}

4 结论

此充电电路经过实际调试，试验性能可靠，可很好地实现快速充电和电池保护等功能能。而且简单实用。通过修改软件中相应的设定值，此电路不仅可以给不同节数的电池充电，也可以用来给铅酸、镍铬、锂离子等不同品种的电池充电。该电路具有很好的推广价值。若能进一步完善该电路，在充电过程中加入具有去极化功能的放电环节，将会提高电池的充电接受能力。