基于ATmega16单片机的智能快速充电机设计与实现

蓄电池的使用已长达一百多年，电池性能的好坏直接影响到电子产品的使用寿命和安全，而充电机的性能好坏又直接影响到电池的性能。传统的充电机大多由于工频变压器及整流电路（可控硅调相）组成，虽然线路极为简单，但有许多不容忽视的缺点：笨重、可靠性差、充电效率低、充电期间必须人工值守、不断调整充电电流等。而本文设计的智能快速充电机，按照蓄电池充电特性曲线进行充电，具有充电快、还原效率高、无过充电危险、自动结束充电等功能，解决了上述问题，提高了充电的质量和效率。

1、充电方式及系统结构

国内外蓄电池的充电方法主要有恒流、恒压、恒压限流、脉冲充电、Relfex充电法。本系统以高频芯片SG3525AN为核心，产生9kHz左右的PWM脉冲，采用的是三阶段充电法。所谓三阶段充电法，具体是指恒流充电阶段、恒压充电阶段、涓流充电阶段（又叫浮充阶段）。

1.1、三阶段充电法

（1）恒流充电阶段。

在恒流充电阶段，充电电流保持不变，但输出电压在变。电路根据充电电流的情况自动调节输出电压，使电流保持在恒定的阶段。一方面表现在，当电流增大时，电路自动降低输出电压，使电流减小，保持恒定；另一方面，随着蓄电池电量的增多，其两端电压会不断上升，为了防止充电电流变小，开关电源的输出端电压必须随着充电过程而逐渐上升。此阶段的电流较大。

充电电流的值根据以下公式确定：

充电电流（A）＝蓄电池容量（Ah）&TImes;1.2（效率）&TImes;8（h）

式中：1.2效率是一个定值；8h是指标准规定的充电时间。

（2）恒压充电阶段。

恒压充电阶段是指当蓄电池的电压升高到设定的恒压值时，开关电源的输出电压保持不变，而充电电流则根据蓄电池的充电情况减小。

充电电压值的计算公式如下：

恒压充电电压（V）＝蓄电池单格电压（V）&TImes;蓄电池的格数（个）

（3）涓流充电阶段。

涓流充电阶段是指当蓄电池基本充满时，电路根据检测到的充电电流会自动减小开关电源的输出电压，此时输出电压稳定，电流持续减小，约2h后充电结束。

三阶段充电的曲线如图1所示。

图1 三阶段充电曲线图