Schaltplan und Aufbau des Lithium-Ladegeräts

Die Lithiumbatterie, die üblicherweise in Yu Han-Maschinen, Starrflügeln, Modellflugzeugen, Hubschraubern usw. verwendet wird. Sie hat Entladestabilität, breite Arbeitstemperatur, größeren Ladestrom, schnelle Ladegeschwindigkeit, geringe Selbstentladung und lange Haltbarkeit, hohe Energie, groß Gespeicherte Energiedichte usw. Lassen Sie mich Ihnen das Design des 11,1-V-Lithium-Batterieladegeräts zeigen und einen Blick auf die Batterie werfen. Wie sehen der Schaltplan und der Schaltplan des Ladegeräts aus?

【Lithium-Batterieladegerät】 Schaltplan des Lithium-Batterieladegeräts und schematische Darstellung des Entwurfsschemas für Lithium-Batterieladegeräte

1, die Einführung

11,1 v lithiumbatterien üblicherweise verwendete Yu Han-Maschine, Starrflügel, Modellflugzeuge, Hubschrauber usw. haben die Entladestabilität, breite Arbeitstemperatur; Erlauben Sie größeren Ladestrom, Ladegeschwindigkeit, kann mit nur 1 ~ 2 Stunden gefüllt werden; Kein Memory-Effekt; Niedrige Selbstentladungsrate, lange Lagerfähigkeit; Energie ist hoch, die gespeicherte Energiedichte; Hohe Ausgangsspannung (ein Abschnitt der Nennspannung der Lithiumbatterie beträgt üblicherweise 3,6 V, und die Spannung des Nickel-Metallhydrids und der Nickel-Cadmium-Batterie des einzelnen Abschnitts beträgt 1,2 V) usw. Laden der Lithiumbatterie, um ein übermäßiges Laden zu verhindern, wenn die Spannung über der Spannung liegt Laden oder Ladestrom ist größer als der Nennstrom, wird die Lithiumbatterie beschädigen oder verschrottet. Beim Laden steigt die Temperatur der Lithiumbatterie mit überschüssiger Energie, die Zersetzung des Elektrolyten unter Bildung von Gas, der Spannungsanstieg wird durch spontane Verbrennung verursacht oder es besteht die Gefahr eines Bruchs. Bei Lithiumbatterien kann bei Verwendung zur Verhinderung einer übermäßigen Entladung auch eine übermäßige Entladung der Batterieeigenschaften und Haltbarkeit verursacht werden, wobei die Anzahl der wiederaufladbaren Batterien verringert wird.

2, die Struktur des Ladeschaltungsdesigns und der Analyse

Lithiumbatterien müssen es beim Laden der Batterieladespannung und des Ladestroms steuern und die genaue Messung der Spannung gemäß dem Lithiumbatteriespannungsladevorgang kann in vier Stufen unterteilt werden. Stufe eins lädt mit einem kleinen Strom von 0,1 ° C für das Laden von Lithiumbatterien, wenn die Batteriespannung 2,5 V oder mehr beträgt, bis zur nächsten Phase. Phase 2. Konstantstromladung mit konstantem Strom von 1 c zum Schnellladen der Lithiumbatterie. Zeigen Sie an, wenn die Batteriespannung 4,2 V oder mehr beträgt, um zur nächsten Stufe überzugehen. Phase 3 für das Laden mit konstanter Spannung, verringern Sie allmählich den Ladestrom, stellen Sie eine konstante Batteriespannung von 4,2 V sicher, wenn der Ladestrom 0,1 C oder weniger zur nächsten Phase beträgt. Phase vier für Erhaltungsladen, Konstantspannungsladung nach dem Grundlegen der Batterie, um die Batteriespannung aufrechtzuerhalten, kann 0,1 C oder weniger verwenden, um den Batterieladestrom bis zum Ende des Ladevorgangs der Lithiumbatterie zu ergänzen.

3, das Ladegerät Hardware-Schaltungsdesign

Dieses System umfasst hauptsächlich einen Mikrocontroller, die Spannungserfassungsschaltung, die Stromerfassungsschaltung, die Batterieladestatusanzeigeschaltung und die Steuerschaltung. Das Schaltprinzip ist in Abbildung 1 dargestellt.

Das Prinzipdiagramm des Lithium-Ladegeräts

3.1 der Hauptsteuerchip

Dieses System übernimmt den ATmega8 als Steuerungskern.

Der ATmega8 AVR ist ein leistungsstarker Mikroprozessor mit geringem Stromverbrauch. Es verwendet eine erweiterte RISC-Struktur, insgesamt 130 Befehle, wobei der größte Teil der Befehlsausführungszeit für einen einzelnen Taktzyklus mit 32 acht allgemeinen Arbeitsregistern in 16 MHz bis zu 16 MIPS Leistung arbeitet. Benötigen Sie nur zwei Taktzyklen Hardware-Multiplikator, 8 k Bytes innerhalb des Systems von programmierbarem Flash; Unabhängige Sperre eines optionalen Bootcode-Bereichs, 512 Bytes E2PROM-Chips wurden eingeführt, 1 KByte On-Chip-SRAM; Zwei unabhängige vorab zugewiesene Frequenz-Acht-Timer / Zähler, 23 programmierbare E / A-Ports, 8 Straßen-10-Bit-ADC; Dreikanal-PWM. Echtzeitzähler RTC; Byteorientierte zweizeilige Schnittstelle; Zwei USART-Schnittstellen; Kann auf der SPI-Schnittstelle des Host- / Maschinenmodells arbeiten. Watchdog-Timer in Stücken; Innerhalb der internen Ressourcen wie Analogkomparator.

3.2 Spannungserkennungsschaltung

Da die ATmega8-ADC-Referenzspannung auf 3,072 V eingestellt ist, kann die Batterie beim Laden der Spannung bis zu 12,6 V betragen. Sie müssen daher die Batteriespannung in den ATmega8 reduzieren, um den ADC-Mund zu erfassen.

Diese Schaltung besteht aus einem Phasendetektor und einem einstellbaren Widerstand von 20 k, einem Batteriespannungseingang, der aus LM324 in Phase besteht, dem Phasendetektorausgang nach dem Isolationspuffer einstellbarem Widerstand auf 20 k, indem der einstellbare Widerstand auf den Eingang in die Öffnung des ADC eingestellt wird ATmega8 eins 5 der Spannung der Batteriespannung.

3.3 Stromerkennungsschaltung

Wenn Ladestrom durch den Messwiderstand fließt, wird ein Druckabfall erzeugt. Bei der Messung kann die Widerstandsspannung die Größe des Ladestroms, der Phase und des Isolationspuffers kennen.

3.4 Batteriestatusanzeigeschaltung

Die Batteriestatusanzeige besteht aus einer grünen und einer roten Leuchtdiode (LED), die zur Anzeige des Batteriestatus verwendet werden. Rote und grüne Kabel leuchten im Standby-Modus und sind nicht an die Batterie angeschlossen. Rotes Licht für Ladestatuskabel getrennt; Die rote LED blinkt im Schnellladestatus. Die grüne LED blinkt im Ladezustand mit konstanter Spannung. Grün leuchtet allein für den Erhaltungsladestatus, sobald der akku vollständig aufgeladen ist.

3.5 Ladesteuerkreis

Die Ladesteuerschaltung verwendet das PWM-Verfahren zum Steuern der Ladespannung und des Ladestroms. Die Auflösung der PWM beträgt neun, die Schaltfrequenz beträgt 2 kHz. Wenn Sie nicht an die Batterie angeschlossen sind, stellen Sie den R1 auf die BAT + -Spannung von 12,975 V ein, wenn die BAT + -Spannung weniger als 12,8 V beträgt.

4, Steuerungssoftware-Design des Ladegeräts

In dieser Steuerungssoftware verwendet das Steuerprogramm eine mehrstufige Struktur. Der gesamte Ladevorgang kann in fünf Zustände unterteilt werden, wobei jeder Zustand nach einer bestimmten Bedingung in einen anderen Zustand versetzt wird.

5. Schlussfolgerung

In diesem Artikel wird ein hohes Verhältnis von 11,1-V-Li-Ionen-Batterieladegerätedesign vorgestellt. Es wurde die Struktur der Ladeschaltung und das Software-Design erörtert. In diesem Dokument wird die Steuermethode für Lithiumbatterien vorgestellt, wobei ATmega8 als Steuerungskern das umfassende Management des Ladevorgangs darstellt , um den Ladestrom und die Ladespannung automatisch zu erkennen und anzupassen, die genaue Steuerung der verschiedenen Ladestufen und die vollautomatische Stoppbefüllung zu vervollständigen.

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