基于MSP430的铅蓄电池快速充电器.doc

2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛 项目报告 题 目： 基于MSP430的铅蓄电池快速充电器设计 学校： 安阳师范学院 指导教师： 丁电宽 组别： 本科组 应用类别： 本科组低功耗应用类 平台： MSP430 参赛队成员名单： 代永辉 邮箱：yonghui1989218@ 牛盼盼 邮箱：1043060966@ 视频文件观看地址（若未拍摄，请注明）： 未拍摄视频 邮寄地址和收件人联系方式 ： 邮寄地址：中国河南安阳市安阳师范学院（弦歌大道）物理与电气工程学院 08电信本科一班 邮编：455002 收件人：代永辉 移动电话题 目： 基于MSP430的铅蓄电池快速充电器设计 摘要 随着铅酸蓄电池的广泛应用，对蓄电池充电技术也提出了更高的要求，然而传统充电技术有着效率低、高功耗、高损害等致命缺点。设计采用MSP430作为主控制器，通过外围检测电路对蓄电池实时监测，进而实时调整充电状态以实现充电智能化，弥补了传统充电器不足，大大提高充电效率。 引言 随着信息技术的快速发展，铅酸蓄电池应用到各个领域，比如说汽车、轮船、通信等各种电子产品等！充电技术也在不断更新，从传统的恒流充电、恒压充电、恒压限流充电，发展到现在的智能充电。充电技术的更新不仅要满足对新型电池的充电要求，更重要的是要提高充电的质量，缩短充电时间，延长蓄电池的使用寿命。 本文设计是一种基于MSP430控制的智能化蓄电池充电系统，采用马斯三定律脉冲充电技术，能够实现蓄电池状态的实时状态检测显示与管理，实时调整充电器工作状态，实现高效、快速、低功耗、高可靠的智能化充电功能。完整的充电系统包括：开关电源主供电电路、IR2110的MOSFET驱动电路、MSP430F169与外围检测与显示电路、辅组电源电路、MAX232上位机通信电路、VB上位机管理界面。 系统方案 2.1 总体设计思想 系统设计采用MSP430F169超低功耗型单片机作为主控制器，外围检测电路包括电阻分压网络的电压检测、霍尔电流检测、DS18B20温度检测，显示电路模块是采用深圳绘晶科技HJ12864ZW型LCD12864液晶集成模块。采用反激式开关电源作为充电电路电源，这里是利用美国PI公司的TOPSwitch-GX系列第四代单片开关电源芯片设计的反激式开关电源。MOSFET驱动电路是采用IR2110集成驱动芯片驱动，通过MSP430的PWM输出控制。辅组电源主要是为各个芯片及子系统供电，这里利用比较简单快捷的78与79系列三端稳压芯片即可满足系统要求。上位机通信是利用MAX232实现串口通信，上位机管理界面采用VB编程。 2.2 系统原理框图 2.2.1 系统总体原理框图 图1 系统总体框图 2.2.2 主电源原理框图 图2 主电源原理框图 由于采用脉冲充放电技术，其可接受充电电流较高，对应充电电路输出功率要求也较高。为降低功耗、提高效率，采用开关电源作为充电供电电路是最为理想的选择。开关电源相对于其它直流稳压电源，具有功率高、能耗低、转换效率高等优点，开关电源技术已经应用到各种电子电气产品领域。 本系统的开关电源是采用美国PI公司的TOP250Y单片开关电源芯片设计的，该芯片将PWM集成电路和FET集成在同一芯片中，具备PWM型开关稳压电源所需的全部功能。通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，实现了无工频变压器隔离的单片开关电源的集成化。相对于分立元件设计的开关电源，基于TOP250Y的开关电源系统具有输出功率范围大、成本低、集成化高、电路设计简单等优点，是中小型功率开关电源电路设计的理想选着。TOP250Y在开放式系统中，其最高输出功率可达290W，设计输出26V直流电压输出电流依然达到8A以上，参考