基于80196KB单片机的铅酸蓄电池智能充电系统的设计

XXX大学本科毕业设计I铅酸蓄电池智能充电系统的设计学生：XXX指导老师:XXX内容摘要：本文所设计的铅酸蓄电池智能充电系统，内容主要包括对蓄电池充电方法的研究和充电系统的设计。在通过对蓄电池充电原理和充电方法研究的基础上，提出采用恒压限流充电和脉冲充电相结合的充电方法。这种充电方法可以始终地使充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线，并且在整个充电期间内适时地采取了去除蓄电池极化的措施。理论研究和实验数据表明，这种充电模式可以大大缩短充电时间，提高充电效率。实验结果表明，基于80196KB单片机控制的智能充电系统，其效率高、调节时间快的良好充电特性可得到充分发挥，使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命，可满足电机车动力蓄电池的充电要求，具有良好的应用前景，为提高蓄电池的性能和可靠性提供一条新的、有效的途径。关键词：铅酸蓄电池智能充电80C196KB单片机XXX大学本科毕业设计IIDesignforintelligentchargingsystemofLead-acidbatteriesAbstract：Inthispaperthedesignoflead-acidbatteriesintelligentchargingsystem,contentmainlyincludestobatterychargingmethodofresearchandchargingsystemdesign.Inthebatteryprincipleandchargingmethodsonthebasisofstudy,thepaperproposestheconstantpressureandpulsecurrentlimitingchargingchargingcombinationofchargingmethods.Thiskindofchargingmethodscanalwaystorechargecurrentinoverallapproximationbatteryacceptablechargingelectriccurrentcurve,andthroughoutthechargingperiodtimelyadoptedremovebatterypolarizationmeasures.Theoreticalandexperimentaldatashowsthatthismodelcangreatlyshortenchargingchargingtimeandimprovechargingefficiency.Experimentalresultsshowthatbasedontheintelligentcharging80196KBsingle-chipmicrocomputercontrolsystem,itshighefficiency,regulatingtimequickgoodchargingcharacteristicscangetfully,makebatteryhashigherusecapacityandlongcyclelife,canmeettheelectriclocomotivemotivebatterychargingrequest,hasagoodapplicationprospectforimprovingbatteryperformanceandreliabilityprovidesanewandeffectiveway.Keywords:Lead-acidbatteriesIntelligentcharging80C196KBsinglechipXXX大学本科毕业设计III目录前言..................................................................11总体设计方案........................................................11.1系统的设计要求..................................................11.2智能充电方法的选择..............................................21.3系统的结构原理框图..............................................21.4充放电方法的控制与实现..........................................32课题的研究现状.......................................................32.1充电技术的发展状况...............................................32.2充电电源的发展状况...............................................42.3传统的充电方式...................................................43铅酸蓄电池智能充电的基本原理..........................................63.1蓄电池的基本概念和工作原理........................................63.1.1电池的种类和特性..............................................63.1.2铅酸蓄电池的基本概念..........................................73.1.3铅酸蓄电池的工作原理.........................................103.2铅酸蓄电池的充电特性.............................................113.3J.A.马斯(J.A.Mas)三定律..........................................123.4极化电压.........................................................143.5智能充电的基本原理和控制方法.....................................153.5.1智能充电的基本原理...........................................153.5.2智能充电的几种控制方法.......................................154系统的硬件设计........................................................174.1开关电源原理......................................................174.2充电系统的主电路原理与设计........................................184.2.1全桥变换电路的设计............................................184.2.2能量回馈电路的设计............................................204.2.3主回路中建波与抗干扰电路的设计................................21XXX大学本科毕业设计IV4.2.4移相控制电路的设计...........................................224.3充电回路控制系统的设计............................................284.3.180Cl96KB单片机最小系统的设计.................................284.3.2模拟量检测电路................................................304.3.3键盘电路......................................................304.3.4显示电路......................................................304.3.5执行电路......................................................314.4系统保护措施的设计................................................314.4.1过流保护......................................................314.4.2软启动保护....................................................325系统的软件设计.........................................................325.1充电系统的主程序设计................................................325.2实时时钟中断服务程序设计............................................345.3去极化子程序设计....................................................356结论...................................................................36参考文献.................................................................37XXX大学本科毕业设计1铅酸蓄电池智能充电系统的设计前言目前，大多数电机车使用的电源都是铅酸蓄电池组。铅酸蓄电池因其可循环再充电的特性，以及成本低廉、使用安全、无污染等优点，在目前的工农业生产中的需求正日益增大。相应的，蓄电池的充电技术也引起了普遍地关注[1]。一方面，传统的充电方法正常充电时，以10h或20h率电流进行充电。这时需要时间一般为10多个小时，甚至20多个小时，充电时间长，而且使用不便。另一方面，充电技术不能适应铅酸蓄电池的特殊要求，会严重影响蓄电池的寿命。国内外多年来的实践证明，铅酸蓄电池浮充电压偏差5%，电池的浮充寿命将减少一半。在其他方面，由于充电方法不正确，铅酸蓄电池也很难达到规定的循环寿命。智能充电是使实际充电电流能够动态地跟踪电池可接受的充电电流。充电系统根据电池的状态确定充电工艺参数，使充电电流自始至终处于电池的可接受充电电流曲线附近，使电池几乎在无气体析出的条件下充电，做到既节约用电又对电池无损害[2]。如今，我国工农业运输设备对蓄电池用量极大，但是其充电设备很落后，充电方法也很不科学，急需设计出一种新型智能充电系统以满足工农业生产的需要。1总体设计方案1.1系统的设计要求A.系统的基本功能a.可以在系统的控制下快速地完成充电过程;b.充电过程中，实时监测并且随时显示电池的充电状态;c.充电系统按照设定的充电方法给电池充电，并能根据电池电压和充电电流自动转换充电状态，在蓄电池充满电后，自动转入浮充状态。B.系统的理想技术指标根据本课题面向的对象，对本充电系统的充电电源提出下面的理想技术指标:a.充电电源输出直流电压可在0V-180V范围内调整工农业生产使用的电机车所用的蓄电池组一般由48节铅酸蓄电池构成，每节电池的充电极限状态或高阻抗电池的充电饱和电压均假设为3V，则48节电池的极限端电压为144V。因此充电电源开路电压必XX