基于P89V51RD2的多功能蓄电池充电系统设计

1 引言

　　免维护蓄电池(简称蓄电池)以易用、价廉和储能比高等优良性能在电动自行车、电动游览车及不间断电源系统中得到广泛的应用，成为普及率最高的电能储能设备。目前的蓄电池充电器绝大多数以恒流恒压方式充电，没有考虑环境温度变化对蓄电池充电过程的影响，影响了蓄电池性能的充分发挥和使用寿命。笔者结合蓄电池的充电特性，以P89V51RD2型微处理器为控制核心，开发了多功能数字式蓄电池充电机，实现了对36 V以下、100 Ah以内的蓄电池的初充、激活、快充和正常充电等功能，同时根据环境温度变化，自动调整充电终止电压，实现了充电过程的智能化。

　　2 蓄电池充电特性

　　蓄电池的充电是一个复杂的电化学过程。影响充电效果的因素很多，温度即是其中之一。图1所示是以新的12 V/100 Ah蓄电池为对象，以0.1 CA(CA为蓄电池的标定容量，单位为A·h)的标准恒定电流在不同环境温度下的充电特性曲线。由图1可以看出，在充电过程中，温度的改变会对充电电压产生重要影响。温度在O℃~5℃时，其充电端电压会上升约2％，在10℃～25℃时充电端电压上升约1.5％，而在35℃～40℃时充电端电压下降 
约1％；当温度高于55℃时充电端电压下降5％。由此可见，采用恒压充电模式，在冬季充电可能不足，而在夏季蓄电池可能过充电。实践也证明，蓄电池在充电过程中电压随时间呈指数规律下降，即使是相同型号、相同容量的蓄电池，因放电状态、使用和保存期的不同，其充电性能也大不一样。因此，不可能按恒流或恒压进行充电。

　　3 主要元器件

　　TLC2543是11通道高速A/D转换器，采样速率达200 kHz，其输入命令格式如表1所示，工作时序如图2所示。

　　OCM2X8C是：128x32点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个汉字(16x16点阵)、128个字符(8x16点阵)。可与CPU直接接口，提供8位并行及串行连接方式，具有多种功能光标显示、画面移位、睡眠模式等功能。因微处理器引脚数量限制，在系统中采用串行通信模式。各引脚功能如表2所列。

　　P89V51RD2是一款与80C51单片机完全兼容的高性能微控制器，内部集成了64 KB Flash和1024字节RAM，可提供6个机器周期和12个机器周期，最高时钟为40 MHz。支持ISP编程、PWM输出、PCA可编程计数阵列和可编程看门狗定时器等。