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多功能充电器设计 摘 要 电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展，也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。目前，较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池。它们的各自特点决定了它们将在相当长的时期内共存发展。由于不同类型电池的充电特性不同，通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，但这在实际使用中有诸多不便?本文介绍一种基于单片机的智能充电器的设计方法。该充电器可以实时采集电池的电压和电流，并对充电过程进行智能控制。它可以自动计算电池的已充电量和剩余的充电时间，也可以改变参数来适应各种不同电池的充电。系统中的管理电路还具有保护功能，可防止电池的过充和过放对电池造成。  目 录 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 一、电子技术的发展对人们生活的影响 1 二、进出门自动问候装置 1 2.1进出门自动问候装置第一种方案 2 2.1.1 工作原理 2 2.1.2 电路原理图 4 2.1.3 元器件选择 4 2.2进出门自动问候装置第二种方案 5 2.2.1 工作原理 5 2.2.2 电路原理图 8 2.2.3 元器件选择 10 三、进出门自动装置的应用 10 致谢 11 参考文献 12 （附录） 13多功能充电器设计 一、多功能充电器对人们生活的影响 ?随着数码相机、 MP 3和 CD碟机等电器逐步进入爱好者手中。 充电电池的使用也更加普及。 对充电器的要求也愈来愈高了。充电器应以实用方便为主，原则要求：可以对常用的 1 ～ 4节镍镉、镍氢和锂电池进行单独或同时充电。互不影响；可以选用多种电流进行充电。以满足不同种类、不同容量电池充电的需要。充电器应具有保护措施。防止过充电；为消除镍镉电池的记忆效应和恢复电池的容量。 二、多功能充电器 本文介绍一种基于单片机的智能充电器的设计方法。该充电器可以实时采集电池的电压和电流，并对充电过程进行智能控制。它可以自动计算电池的已充电量和剩余的充电时间，也可以改变参数来适应各种不同电池的充电。系统中的管理电路还具有保护功能，可防止电池的过充和过放对电池造成。 2.1.3 电压检测电路 通过电压检测电路，对电池电压检测，达到识别电池充电状态以便进行控制的目的。电路由两个运放U1C、U1D、三极管T4和T5以及电阻R21～R26、电容C6、二极管D4构成，其中U1D组成积分电路，U1C作上、下限电压比较器。这里，当三极管T5截止时上限电压为基准电压5V；当三极管T5饱和导通时下限电压由R25、R26分压确定，取R25=?R26，则下限电压2.5V（电阻值较大T5的饱和压降很小），从而保证运放工作在线性区。 由电路图1可知，开关三极管T4控制积分电容的充电和放电，当其饱和导通时，电容C6充电。若忽略电阻RX的压降（因RX=RF其压降不大于160mV），取R21=R22 则充电电流Ic=0.5U?bt/R24（略去管压降） （7）而当T4截止时，使电容C6放电,则放电电流 Id=0.5Ubt/(R23?+R24) （8）取R23=470kΩ,R24=5.1kΩ,RX=RF=0.5Ω，则R23R24，放电比充电缓慢得多，且放电过程不受开关三极管T4的影响，因此，利用放电过程来检测电池电压可保证较高的精度。 运放U1D输出电压从5V降到2.5V，即电容C6的端电压因放电下降ΔU=5-2.5=2.5V时，所需时间T可由下式导出： 由C6=?dq/dU?（dq——电容电荷增量，dU——电容电压增量）得 dq=C6dU （9） 流经电容C6的电流?：Id=?dq/dt?=C6dU/dt?也就是 Id·dt=C6·dU （10） 对两边定积分得ID·T=C6ΔU?即T?=?C6ΔU/?ID=C6·2.5(R23+R24)/(0.5Ubt)将R23=470kΩ，R24=?5.1kΩ，C6=0.1μF代入上式可得T?=?237.55ms/Ubt（Ubt单位为伏时，T单位为ms）可见放电时间T仅与电池电压成反比，1/T与Ubt是线性关系。当Ubt=8V时，可得T8=29.69ms，这对于采用6MHz晶振的单片机而言，因其计时可精确到2μs，故可以做到很高的精度，很容易使电压检测电路的分辨率达到5mV。由于是积分检测，故对电池电压的高频干扰完全可以消除，因此工作稳定可靠。触发，Q2端输出高电平，又