一种镍氢、镍镉电池充放电分析器及其充放电方法技术

本发明专利技术公开了一种镍氢、镍镉电池充放电分析器及其充放电方法，包括单片机、LCD显示屏、开关电源供电模块，还包括数控恒流充放电路模块、USB通讯模块、电池电压采集电路，所述单片机信号输出端通过数控恒流充放电路模块与电池连通，所述单片机AN引脚通过电池电压采集电路与电池正极连通。与现有充放电分析器相比较本发明专利技术本系统的充电功能采用预充电、快速充电、涓流充电、-ΔV判断充满等智能程序，此外还加入了温度传感器实时感知工作温度，避免因电池性能不良造成危险，在不改变电路的情况下可实现四个独立通道同时工作；包含普通镍氢充电器的全部功能；智能程度高，单片机实时监控各项工作状态等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种镍氢、镍镉电池充放电分析器及其充放电方法
本专利技术涉及一种充放电分析器，尤其涉及一种镍氢、镍镉电池充放电分析器及其充放电方法。
技术介绍
镍氢、镍镉电池使用已经相当普及，其具有可反复充电，放电电流大、记忆性低等特点在电动玩具、无绳电话、照相机等电子产品中广泛使用。虽然镍氢、镍镉电池具有很多优点，但由于生产过程中产品质量良莠不齐，在使用一段时间后充电间隔时间明显缩短，用户不得不从新购买新电池，造成环境污染，用户投资成本过高。往往在废弃的电池当中有很大一部分电池是可以正常使用的。一些电池是由于储藏时间太长造成充放电电流减弱，可以通过反复充放电激活电量。另一些电池可能是虚标容量，用户不能及时了解。本系统为用户及时了解电池状态、科学的使用电池提供了解决方案，避免用户重复投资浪费金钱还造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种解决上述问题，且用户方便掌握电池的各项性能参数，对长期未使用的电池进行激活操作的镍氢、镍镉电池充放电分析器及其充放电方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种镍氢、镍镉电池充放电分析器，包括单片机、LCD显示屏、开关电源供电模块，还包括数控恒流充放电路模块、USB通讯模块、电池电压采集电路，所述单片机信号输出端通过数控恒流充放电路模块与电池连通，所述单片机AN引脚通过电池电压采集电路与电池正极连通；作为优选，所述数控恒流充放电路模块由基准电压源、D/A转换器、控制电路和充放电电路组成，所述基准电压源电信号通过D/A转换器、控制电路与充放电电路电连接；作为优选，所述充放电电路包括采样电阻R7、N沟道场效应管、P沟道场效应管，以及待充电电池，所述采样电阻R7、N沟道场效应管、P沟道场效应管、待充电电池依次串联；作为优选，所述控制电路包括采样电阻R2、采样电阻R3、采样电阻R4、采样电阻R6、安全电阻R5、运算放大器，所述采用采样电阻R2一端与基准电压源电连接，其另一端与运算放大器的正输入端电连接，所述采样电阻R3一端与D/A转换器连接，其另一端与运算放大器负输入端电连接，所述采样电阻R4一端与采样电阻R7输入端连接，其另一端与运算放大器正输入端电连接，所述采样电阻R6一端与采样电阻R7输出端连接，其另一端与运算放大器负输入端电连接，所述运算放大器的输出端通过安全电阻R5与充放电电路的N沟道场效应管、P沟道场效应管连通；作为优选，所述D/A转换器为串行四路转换器，其四路通道上分别接有一组控制电路和充放电电路；作为优选，还包括段式LCD驱动模块，所述单片机通过段式LCD驱动模块与LCD显示屏连通；作为优选，还包括上位机，所述单片机的通讯信号输出端通过USB接口通讯模块与上位机连通；作为优选，所述单片机上还设有键盘电路模块、工作状态指示模块、温度传感器模块、异常状态报警模块，所述键盘电路模块、工作状态指示模块、温度传感器模块、异常状态报警模块分别与单片机连通。一种镍氢、镍镉电池充放电分析器的充放电方法，方法步骤如下，a.系统启动功能初始化，开启中断函数输入，接下来循环调用各个功能模块函数；所述步骤a中，系统启动后开启定时中断和串口接收中断模式，当系统发生中断时，先判断中断类型，若为串口接收中断，进行解析数据，解析上位机发送给本系统的工作模式和工作电流设置命令，并执行相应设置程序，然后恢复中断现场；若为定时中断，先判断定时是否达1秒，若未达到则返回，若达到则进行工作时间计算，再通过电流累加计算电池放电容量，然后通过单片机异步串行端口发送数据，然后返回；b.启动电池电压采集程序，将电池电压的模拟量转换为对应的数字量，并检测是否装入电池，若未装入电池通过通道复位在LCD显示屏进行显示；若已装入电池，则进行电池异常工作检测，检测电池的电压、内阻、容量是否超出系统允许范围，工作时间是否超长，工作温度是否偏高；c.当电池工作出现异常状况时，异常处理程序将强行终止当前工作，并以声光形式报警，直至电池异常状态排除，并在LCD显示屏进行显示；当电池未出现异常状况时，系统将根据设置的工作模式进行相应的充放电控制及参数检测，并在LCD显示屏进行显示；d.LCD显示屏进行显示后，进行工作状态指示灯显示，用于显示相应通道电池的工作状态；e.再开启键盘检测设置程序，通过检测键盘按钮按下和释放时电信号的下降沿和上升沿并加入去抖动程序用于调用相应的设置程序。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术具有快速充电、放电检测、循环激活三种工作模式，和动态选择充放电电流大小的功能，用户通过液晶显示屏就可查看电池工作状态。对于较专业的用户还提供了上位机程序，可以通过电脑联机实施查看工作状态，并以图表形式展现，数据保存至本机供分析用途。本系统的充电功能采用预充电、快速充电、涓流充电、-ΔV判断充满等智能程序，此外还加入了温度传感器实时感知工作温度，避免因电池性能不良造成危险。本专利技术具有成本低廉，在不改变电路的情况下可实现四个独立通道同时工作；功能强大，包含普通镍氢充电器的全部功能；智能程度高，单片机实时监控各项工作状态等特点。此产品的推广可为国家减少大量社会成本。附图说明图1为本专利技术系统结构框图；图2为开关稳压电路原理图；图3为电池电压采集模块电路原理图；图4为数控恒流充放电电路原理图；图5为段式LCD显示驱动模电路原理图；图6为键盘电路原理图；图7为状态指示灯模块电路原理图图8为USB通讯模块电路原理图；图9为本专利技术系统原理框图；图10本专利技术中断函数输入的原理框图；图11为本专利技术电池充电程序流程图。具体实施方式下面将对本专利技术作进一步说明。实施例：一种镍氢、镍镉电池充放电分析器，如图1，包括单片机、LCD显示屏、开关电源供电模块，还包括数控恒流充放电路模块、USB通讯模块、电池电压采集电路，所述单片机信号输出端通过数控恒流充放电路模块与电池连通，所述单片机AN引脚通过电池电压采集电路与电池正极连通。所述数控恒流充放电路模块由基准电压源、D/A转换器、控制电路和充放电电路组成，所述基准电压源电信号通过D/A转换器、控制电路与充放电电路电连接。1.开关电路模块本系统采用ACT30为核心的开关电路，工作频率65KHz。本电路具有电路简单、输入电压宽、效率高等特点，非常利于设备小型化。稳压部分采用PC817光耦合器和TL431组成的误差检测与反馈电路。Q2，R11，R12组成输出电流限制电路，当输出电流超过上限时，Q2导通到地，光耦的反馈电流将使ACT30进入打嗝模式。输出端+5V向单片机、LCD显示屏、数控恒流源提供工作电压，+2.5V为电池充电提供电源。开关稳压电路原理图如图2所示2.单片机及电池电压采集模块PIC16F886单片机是Microchip公司生产的8位中档单片机，采用14位精简指令系统，仅有35条指令。内部集成有11路高速10位D/A转换，EEPROM，异步串行通讯电路，上电复位电路等。其最小系统只需连接晶振电路和电源即可工作。LM385是精密电压基准源为D/A转换器提供2.5V基准电压。采样电池的正极通过连接单片机AN引脚进行D/A转换。本电路转换精度为2.44mV。单片机系统及电池电压采集模块原理图如图3所示。3.数控恒流充放电电路TLC5620是串行输入四路8位D/A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍氢、镍镉电池充放电分析器，包括单片机、LCD显示屏、开关电源供电模块，其特征在于：还包括数控恒流充放电路模块、USB通讯模块、电池电压采集电路，所述单片机信号输出端通过数控恒流充放电路模块与电池连通，所述单片机AN引脚通过电池电压采集电路与电池正极连通。

【技术特征摘要】
1.一种镍氢、镍镉电池充放电分析器，包括单片机、LCD显示屏、开关电源供电模块，其特征在于：还包括数控恒流充放电路模块、USB通讯模块、电池电压采集电路，所述单片机信号输出端通过数控恒流充放电路模块与电池连通，所述单片机AN引脚通过电池电压采集电路与电池正极连通；所述数控恒流充放电路模块由基准电压源、D/A转换器、控制电路和充放电电路组成，所述基准电压源电信号通过D/A转换器、控制电路与充放电电路电连接；所述充放电电路包括采样电阻R7、N沟道场效应管、P沟道场效应管，以及待充电电池，所述采样电阻R7、N沟道场效应管、P沟道场效应管、待充电电池依次串联；所述控制电路包括采样电阻R2、采样电阻R3、采样电阻R4、采样电阻R6、安全电阻R5、运算放大器，所述采样电阻R2一端与基准电压源电连接，其另一端与运算放大器的正输入端电连接，所述采样电阻R3一端与D/A转换器连接，其另一端与运算放大器负输入端电连接，所述采样电阻R4一端与采样电阻R7输入端连接，其另一端与运算放大器正输入端电连接，所述采样电阻R6一端与采样电阻R7输出端连接，其另一端与运算放大器负输入端电连接，所述运算放大器的输出端通过安全电阻R5与充放电电路的N沟道场效应管、P沟道场效应管连通。2.根据权利要求1所述的一种镍氢、镍镉电池充放电分析器，其特征在于：所述D/A转换器为串行四路转换器，其四路通道上分别接有一组控制电路和充放电电路。3.根据权利要求1所述的一种镍氢、镍镉电池充放电分析器，其特征在于：还包括段式LCD驱动模块，所述单片机通过段式LCD驱动模块与LCD显示屏连通。4.根据权利要求1所述的一种镍氢、镍镉电池充放电分析器，其特征在于：还包括上位机，所述单片机的通讯信号输出端通过USB接口通讯模块与上位机连通。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶林松，
申请(专利权)人：叶林松，
类型：发明
国别省市：四川;51