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采用MC34063和HT7750的直流电能收集充电器的设计与

点击数:2019-07-12 10:08 来源:未知

  问题日益突出,人们在担忧能源枯竭的同时,对能源的浪费却大得惊人。例如各种废弃的,尤其是遥控玩具车使用的电池,甚至没用到其能量的一半就被废弃掉了,这不仅造成能源的浪费,更造成了环境的

  本文设计一种以直流电源变换器为核心的电能收集装置,该装置可用于人们在旅途为手机随时充电,也可用于矿工照明等。该充电器可将直流电源的能量传递到3.6 V以上的可充电电池中。系统根据输入电压不同采用MC34063和HT7750来构建供电电路给电池充电,经过89C51单片机控制 AD0832来检测电源输出电压的大小,从而判断是否对电池进行充电,并且检测时间的长短可以根据用户的需要进行设定 ,并通过数码管显示出来。为了提高单片机的工作效率,对单片机处于休眠和工作两种状态进行断续的检测。

  电能收集充电器的核心为直流电源变换器,从直流电源中吸收的电能转移到可充电电池中。电能收集充电器是将输入的功率尽可能大的输送到所需充电的设备中,使得充电器的充电效率尽可能提高。该充电器对输入电压要求低,并且可以最大可能的吸收直流电源中的能量,比一般的充电器节能。系统框图如图1所示。

  升压电路主要由HT7750组成,HT7750转换器具有高效率和低纹波。该系列具有超低启动电压、高输出电压精度。只需要3个外部元件即电感、稳压管、电解电容,以提供固定输出5 V电压。电路如图2所示。

  供电电路是由MC34063芯片构成的稳压电路,此芯片是一款可降压也可升压型的采用PWM 调节方式的芯片,MC34063的工作电压范围为3~40 V.此电路是把输入进来的电压进行稳压处理达到所需电压值,同时此电压还可以作为单片机和ADC0832 的工作电压。电路构成如图3所示。

  采用8051 单片机,它拥有编程灵活、功能强大、而且廉价的好处,与INTEL公司的8096系列16位单片机相比,8051更具有明显的价格优势 .同时能够满足需要,成为首选。它可以自身休眠来减小功耗,提高效率,它由基准电源电路输出稳定的5 V电压供电,主要起到检控电压的作用。89C51单片机控制AD0832来检测电源输出电压的大小,从而判断是否对电池进行充电,并且检测时间的长短可以根据用户的需要进行设定,通过数码管显示出来。这里用的ADC 是ADC0832 芯片,它是一个串行的ADC,它具有速度和精度都足以满足此电路,在ADC0832 的VCC 脚与基准电路供电的输出脚间接一个大电容从而使输入给ADC0832 的电压更稳定。电路构成如图4所示。

  该电路是通过单片机对充电电路的控制从而实现对电池的充电,起到开关作用。并且电路中加入了LED灯,从而显示充电器是否工作。电路如图5所示。

  本系统的软件采用C 语言来编写,所有代码在UV2下编译调试。软件程序设计主要检测电源输出电压的大小,从而对判断是否对电池进行充电,同时单片机通过自身休眠来减小功耗,提高效率。程序主流程图如图6所示,休眠时间控制流程图如图7 所示。

  (1)当输入电压Ui 为10~20 V 时,取电源内阻Rs为100 Ω,可充电池的内阻Rc 为0.1 Ω,由理论计算得:

  本设计的工作效率由输出电压U*out 与输出电流Iout的乘积比上输入的电压Uin 与电流Iin 的乘积。即:

  (2)当Ui 从0逐渐升高时,能启动充电功能的Ui 为0.28 V;当Ui 为0时,系统最大反向充电电流仅为0.09 mA。

  本文设计并实现了一种基于单片机的直流电能收集充电器,该充电器在输入电压低至1 V的情况下仍能将能量传递至3.6 V以上的可充电池中。同时制作了实验样机并对实验样机进行了测试。实验结果表明该充电器具有工作电压范围宽,效率高,适应性强、可靠性好等优点。从一定程度上解决了废弃电池能源的浪费及对环境的污染。

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  FAN302HLMY_F117 mWSaver™ PWM控制器,适合低待机功耗电池充电器应用

  信息FAN302HL_F117先进 PWM 控制器大大简化了要求对输出进行恒流调节的隔离电源的设计。 输出电流可以利用转换器初级端的信息进行精确估计,并通过一个内部补偿电路进行控制。 这消除了输出电流感应损耗,并省去了所有的外部控制电路(CC)。 绿色模式功能在突发模式下具有极低的工作电流(200µA),将轻载效率最大化,符合全世界的待机模式效率标准。 集成保护包括双级别逐脉冲限流、过压保护(OVP)、欠压保护和过温保护(OTP)。与传统的在次级端采用外部控制电路进行恒流调节相比,FAN302HL_F117可在降低总成本、组件数、尺寸以及重量的同时提高效率、生产率和系统可靠性。mWSaver™ 技术提供业内同级最佳的待机功耗...

  EFC2J013NUZ 用于1节锂离子电池保护的功率MOSFET,12 V,5.8mΩ,17 A,双N通道

  信息该功率MOSFET具有低导通电阻。该设备适用于便携式机器的电源开关等应用。最适合单节锂离子电池应用。 高速开关 低栅极充电 2.5 V驱动器 2 kV ESD HBM 共漏极型 ESD二极管保护栅极 无铅,无卤素且符合RoHS标准

  EFC4C012NL 用于3节锂离子电池保护的功率MOSFET,30 V,6.5mΩ,19 A,双N通道,WLCSP6

  信息这款N沟道功率MOSFET采用安森美半导体的沟槽技术生产,专门设计用于最大限度地降低栅极电荷和超低导通电阻。本设备适用于笔记本电脑的应用。 超低导通电阻 高速开关 低电流充电 Pb-免费,无卤素和符合RoHS标准

  LC709511F 带USB Type-C&功率放大器的移动电源控制器Quick Charge™3.0适用于1节锂离子和锂聚合物电池

  信息 LC709511F是一款用于移动电源的锂离子开关充电器控制器。该设备具有控制移动电源应用的所有功能。它包括Type-C端口控制和Quick Charge 3.0 HVDCP。此外,该器件在USB数据线 V电压,用于需要电压的设备。内置开关控制器可输出5 V至12 V的快速充电电压。通过适当的外部MOSFET可实现USB Type-C和快速充电的高功率输出。 使用外部MOSFET轻松实现功率调节 降压充电/升压充电 支持快速充电3.0 HVDCP A类.5 V至12 V 支持无需外部IC的USB C型DRP 在USB数据线 V以满足设备要求 准备好的固件支持各种USB端口组合 支持USB BC1.2 电池电平测量 状态和电池电量显示带有4个LED 提升自动启动 热敏电阻检测功能 过电压/过电流检测 JEITA合规电池管理

  安全定时器 低静态电流:低功耗模式下15μA 电路图、引脚图和封装图...

  信息 LC709201F是一款IC,可通过监测电池电压来测量1节锂离子二次电池的剩余电量,无需外部检测电阻,并检测剩余电量电流预测的电池功率水平。它监控电池电压并实现精确测量剩余电池电量的功能。此外,IC利用利用热敏电阻输入温度的温度校正功能,更加精确地实现了计算剩余电池电量的功能。 放电时的精度为±5% %/ 0%(环境工作温度为0°C至50°C) 剩余功率水平每秒测量四次,并在每次测量时计算。 我 C总线,支持从模式通信,最高支持100kHz...

  信息LC709203F是一款应用在单节锂电池上的电量计。它是属于我们其中一款“智能电量计”系列中的成员,采用了我们独家的运算方法-“HG-CVR” 来实现高精度。即使在不稳定的条件下(例如:改变电池;温度,负载,老化及自放电),通过”HG-CVR“ 的运算原理,我们可以削减库仑电量计上的精密电阻的同时,保持相同精度的电量情报(RSOC)。我们提供了2种小封装以实现业界最小的PCB面积。客户只需要做非常少的参数设定就可以简单的,快速的应用我们的产品。“HG-CVR” 运算技术无需外置精密电阻2.8%的RSOC精度即使老电池也可提供准确的RSOC自动修正误差可调整电池附近的寄生阻抗简单及快速应用低功耗 : 3 μA 的工作模式准确的电压检测 : ±7.5 mV准确的时钟 : ±3.5%低电量及低电压时有警报温度补偿 : 通过IIC输入温度的热敏情报检测电池的插入IIC通讯 (支持到400 kHz IIC)电路图、引脚图和封装图...

  LC709501F 带USB Type-C&功率放大器的移动电源控制器Quick Charge™3.0适用于1节锂离子和锂聚合物电池

  信息 LC709501F是一款用于移动电源的锂离子开关充电器控制器。该设备具有控制移动电源应用的所有功能。它可以控制Type-C端口控制IC,包括Quick Charge 3.0 HVDCP。内置开关控制器可输出5 V至12 V的快速充电电压。通过适当的外部MOSFET可以实现USB Type-C和快速充电的高功率输出。 支持带端口控制IC的USB C型DRP 支持快速充电3.0 HVDCP A类。 5 V至12 V 便携式设备通信在智能手机上显示移动电源电池信息 (USB 2.0全速主机控制器)(规划) 降压充电/升压充电 低静态电流:低功耗模式下15μA 支持5 V至12 V操作 使用外部MOSFET轻松实现功率调节 自动USB检测 准备好的固件支持各种USB端口组合 支持USB BC1.2 电池电平测量 带有4个LED的状态和电池电量显示 提升自动启动 过电压/过电流检测 JEITA合规电池管理 安全计时器 电路图、引脚图和封装图...

  LC06111TMT 电池保护IC,集成功率MOSFET,单节锂离子电池

  信息 LC06111TMT是用于带有集成功率MOSFET的1节锂离子二次电池的保护IC。它还集成了高精度检测电路和检测延迟电路,以防止电池过充电,过放电,过流放电和过流充电。电池保护系统只能由LC06111TMT和少量外部元件制造。 充放电功率MOSFET集成 导通电阻(充放电总量)8.4mΩ(典型值) 高精度检测电压/电流在Ta = 25°C,VCC = 3.7 V 过充电检测±25 mV 过放电检测±50 mV 充电过流检测±0.9 A 放电过流检测±0.9 A 放电/充电过流检测补偿功率FET的温度依赖性 电路图、引脚图和封装图...

  LC05112CMT 电池保护控制器,集成MOSFET,1节锂离子电池

  信息 LC05112CMT是一款用于1节锂离子二次电池的保护IC,内置功率MOS FET。它还集成了高精度检测电路和检测延迟电路,以防止电池过充电,过放电,过电流放电和过电流充电。电池保护系统只能由LC05112CMT和少量外部元件制成。 集成功率MOSSFET 低Rsson11mΩ PKG熔丝熔断器 减少过电流检测的分散 降低电流 电路图、引脚图和封装图

  LC05132C01MT 电池保护控制器,集成MOSFET,1节锂离子电池

  信息 LC05132C01MT是用于带有集成功率MOS FET的1节锂离子二次电池的保护IC。它还集成了高精度检测电路和检测延迟电路,以防止电池过充电,过放电,过电流放电和过电流充电。此外,主系统可以通过关闭充电FET和LC05132C01MT的放电FET一段时间来执行自身的上电复位,并带有复位信号。电池保护系统只能由LC05132C01MT和少量外部元件制成。 集成功率MOSFET 低Rsson11mΩ PKG熔丝熔断器 减少过流检测的分散 复位功能 复位释放时间:5s(典型值)[Ta = 25°C] 电路图、引脚图和封装图...

  LC05132C01NMT 电池保护控制器,集成MOSFET,1节锂离子电池

  信息 LC05132C01NMT是用于带有集成功率MOS FET的1节锂离子二次电池的保护IC。它还集成了高精度检测电路和检测延迟电路,以防止电池过充电,过放电,过电流放电和过电流充电。此外,主系统可以通过关闭LC05132C01NMT的充电FET和放电FET一段时间来执行自身的上电复位,并带有复位信号。电池保护系统只能由LC05132C01NMT和少量外部元件制成。 集成功率MOSFET 低Rsson11mΩ PKG熔丝微调 减少过流消除的分散 复位功能 复位释放时间:1s(典型值)[Ta = 25°C] 电路图、引脚图和封装图...

  LC05711ARA 电池保护IC,集成功率MOSFET,单节锂离子电池

  信息 LC05711ARA是一款带有集成功率MOSFET的单节锂离子二次电池保护IC。它还集成了高精度检测电路和检测延迟电路,以防止电池过充电,过放电,过电流放电和过电流充电。电池保护系统只能由LC05711ARA和少量外部元件制成。 集成了充放电功率MOSFET 导通电阻(充放电总量)4.8mΩ(典型值) ) Ta = 25°C时高精度检测电压/电流,VCC = 3.7 V 过充电检测±25 mV 过放电检测±50 mV 充电过流检测±0.7 A 放电过流检测±0.7 A 放电/充电过流检测得到补偿功率FET的温度依赖性 ECP30 WLP封装 电路图、引脚图和封装图...

  LC05111CMT 电池保护控制器,集成MOSFET,1节锂离子电池

  信息 LC05111CMT是一款电池保护电路,用于带有集成功率MOSFET的1节锂离子二次电池。此外,它集成了高精度检测电路和检测延迟电路,以防止电池过充电,过放电,过电流放电和过电流充电。电池保护系统只能通过LC05111CMT和少量外部元件制造。 集成功率MOSFET 低Rsson11mΩ PKG熔丝熔断器 减少过电流检测的分散 电路图、引脚图和封装图

  信息描述德州仪器 (TI) bq40z60 器件是一款可编程的电池管理单元,其集成有电池充电控制输出、电量监测和相关保护功能,能够完全自主地操作 2 至 4 节串联锂离子和锂聚合物电池组。此架构在电量监测处理器与电池充电器控制器之间实现内部通信,从而在系统负载瞬变和适配器电流限制期间根据外部负载条件和电源路径来源管理来优化充电量。可通过 NFET、电感和感测电阻等外部元件针对具体功率传输情况来调节充电电流效率。 该器件提供了电池阵列和系统安全功能,包括电池放电过流、充电短路和放电短路保护,以及针对 N 沟道 FET 的 FET 保护、内部 AFE 看门狗和电池断开连接检测。器件可通过固件提供更多保护 功能, 包括过压、欠压、过热等。特性全集成 2 节至 4 节串联锂离子或锂聚合物电池管理单元Pack+ 上的输入电压范围:2.5V 至 25V电池充电器效率

  92%电池充电器工作范围:4V 至 25V针对外部 N 沟道场效应晶体管 (NFET) 的电池充电器 1MHz 同步降压控制器软启动,限制浪涌电流外部开关限流保护可编程充电支持 JEITA/增强型充电模式 电量监测用于库伦计数器的 16 位高分辨率积分器16 位模数转换器 (ADC),通过 16 通道多路复用器...

  BQ34Z110 用于铅酸电池的采用 Impedance Track™ 技术的宽量程电量测量计

  信息描述 德州仪器 (TI) bq34z110 是一款独立于电池串联配置之外工作的电量计解决方案,此解决方案支持铅酸化学电池。 通过一个外部电压转换电路,可支持 4V 至 64V 的电池,可对此电路进行自动控制以减少系统功耗。bq34z110 器件提供几个接口选项,其中包括一个 I2C 从接口、一个 HDQ 从接口、一个或者四个直接 LED 接口、和一个警报输出引脚。 此外,bq34z110 提供对于外部端口扩展器(支持多于四个 LED)的支持。特性 支持铅酸化学电池 使用获得专利的 Impedance Track 技术,用于电压范围为 4V 至 64V 的电池老化补偿 自放电补偿支持的电池容量超过 65Ahr 支持高于 32A 的充放电电流 外部负温度系数 (NTC) 热敏电阻支持 支持两线C 和与主机系统进行通信的 HDQ 单线制通信接口 安全哈希算法 (SHA)-1,哈希消息认证码 (HMAC) 认证 一个或者四个直接显示控制 五个 LED 和通过端口扩展器的更多显示 精简的功率模式(典型电池组运行范围条件)正常运行:平均值

  信息描述 bq40z50 器件采用已获专利的 Impedance Track 技术,是一款基于电池组的单芯片全集成解决方案,针对 1 节、2 节、3 节和 4 节串联锂离子或锂聚合物电池组提供电量监测、保护及认证等一些列丰富的功能。bq40z50 器件利用其集成的高性能模拟外设,测量锂离子或锂聚合物电池的可用容量、电压、电流、温度和其他关键参数,保留准确的数据记录,并通过 SMBus v1.1 兼容接口将这些信息报告给系统主机控制器。 bq40z50 器件为主机系统提供最大的功率和电流,从而支持 Turbo 升压模式。 该器件还支持电池跳变点,从而在预设的充电阈值状态向主机系统发送 BTP 中断信号。 bq40z50 针对过压、欠压、过流、短路电流、过载和过热情况,以及其他电池组和电池相关故障提供基于软件的 1 级和 2 级安全保护。具有针对认证码密钥的安全内存的 SHA-1 认证能够识别真正的电池组。这个紧凑的 32 导线 QFN 封装在尽可能地提供电池电量测量应用的功能性和安全性的同时,最大限度地降低解决方案成本和智能电池的尺寸。特性全集成 1 节、2 节、3 节和 4 节串联锂离子或锂聚合物电池组管理器及保护 下一代已获专利的 Impedance Track 技术可准确测量锂离子和锂聚合物电池...

  BQ27545-G1 单节、电池组端 Impedance Track 电量监测计

  信息描述bq27545-G1 锂离子电池电量计是一款微控制器外设,此外设能够提供针对单节锂离子电池组的电量计量。此器件只需开发较少的系统微控制器固件即可实现精确的电池电量计量。bq27545-G1 安装于电池组内或者带有一个嵌入式电池(不可拆卸)的系统主板上。 bq27545-G1 使用已经获得专利的 Impedance Track™ 算法来进行电量计量,并提供诸如剩余电量 (mAh)、充电状态 (%)、续航时间(最小值)、电池电压 (mV) 和温度 (°C) 等信息。该器件还提供针对内部短路或电池端子断开事件的检测功能。bq27545-G1 还 具有 针对安全电池组认证(使用 SHA-1/HMAC 认证算法)的集成支持功能。 该器件还采用 15 焊球 Nano-Free™ DSBGA 封装 (2.61 mm × 1.96 mm),非常适合空间受限的 应用。特性适用于 1 节 (1sXp) 锂离子电池的电池电量计 应用 支持高达 14500mAh 的容量 微控制器外设提供:用于电池温度报告的内部或者外部温度传感器安全哈希算法 (SHA)-1 / 哈希消息认证码 (HMAC) 认证使用寿命的数据记录64 字节非易失性暂用闪存 基于已获专利的 Impedance Track™技术的电池电量计量用于电池续航能力精确预测的电池放电模拟曲线针对电池老化、电...

  信息描述The bqJUNIOR™ series are highly accurate stand-alone single-cell Li-Ion and Li-Pol battery capacity monitoring and reporting devices targeted at space-limited, portable applications. The IC monitors a voltage drop across a small current sense resistor connected in series with the battery to determine charge and discharge activity of the battery. Compensations for battery age, temperature, self-discharge, and discharge rate are applied to the capacity measurments to provide available time-to-emptyinformation across a wide range of operating conditions. Battery capacity is automatically recalibrated, or learned, in the course of a discharge cycle from full to empty. Internal registers include current, capacity, time-to-empty, state-of-charge, cell temperature and voltage, status, and more.The bqJUNIOR can operate directly from single-cell Li-Ion and Li-Pol batteries and communicates to the system over a HDQ one-wire or I2C serial interface.特...

  BQ27541-G1 具有集成 LDO 的电池组端 Impedance Track 电池电量监测

  信息 Texas仪器bq27541-G1锂离子电池电量计是一种微控制器外围设备,可为单节锂离子电池组提供电量计量。该器件几乎不需要系统微控制器固件开发来实现精确的电池电量计量bq27541-G1位于电池组内或系统主板上,带有嵌入式电池(不可拆卸)。 bq27541-G1使用获得专利的Impedance Track™算法进行电量计量,并提供剩余电池容量(mAh),充电状态(%)等信息,运行时间为空(最小),电池电压(mV)和温度(°C)。它还提供内部短路或制表断开事件的检测。 bq27541-G1还使用SHA-1 / HMAC认证算法集成了对安全电池组认证的支持 优势特点 用于1系列(1sXp)锂离子电池应用的电池电量计32Ahr容量 微控制器外设提供: 精确的电池电量计支持高达32Ahr 用于电池温度报告的内部或外部温度传感器 SHA-1 / HMAC认证 终身数据记录

  64字节的非易失性划痕垫FLASH 基于专利阻抗跟踪技术的电池电量计量 模型电池放电曲线,用于准确的时间到空预测 自动调整电池老化,电池自放电,&n温度/速率低效 低值检测电阻(5mΩ至20mΩ) 高级电量计功能 内部短暂检测 标签断开检测 ...

  BQ24278 具有电源路径的 2.5A 单输入单节开关模式锂离子电池充电器

  信息描述 bq24278 高度集成的单节锂离子电池充电器和系统电源路径管理器件针对空间有限且带有高容量电池的便携式应用。 单节充电器由一个诸如 AC(交流)适配器或者无线电源的专用充电源供电运行。此电源路径管理特性使得 bq24278 能够在为电池独立充电的同时从一个高效 DC 到 DC 转换器为系统供电。 此充电器一直监视电池电流并在系统负载所需电流超过输入电流限制时减少充电电流。 这样可实现正常的充电终止和定时器运行。 系统电压被调节至电池电压,但不会下降至低于 3.5V。 最小系统电压支持使得此系统能够与一个残次品或者有缺失的电池组一起运行并且即使在电池完全放电或者无电池的情况下也可实现瞬时系统启动。 当适配器不能传送峰值系统电流时,此电源路径管理架构还允许电池补充系统电流需要。 这样可使用较小的适配器。 电池充电经历以下三个阶段:充电,恒定电流和恒定电压。 在所有的充电阶段,一个内部控制环路监视 IC 结温并且在超过内部温度阀值的情况下减少充电电流。 此外,bq24278 提供一个基于电压的电池组热敏电阻器监控输入 (TS) 来监控电池温度以保证安全充电。特性 具有独立电源路径控制的高效开关模式充电器从深度放电电池或者在无电...

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  5) 提高系统的稳定性。线路串入电容器后,提高了线路的输电能力,这本身就提高了系统的静稳定。当线路故障被部分切除时(如双回路被切除一回、但回路单相接地切除一相),系统等效电抗急剧增加,此时,将串联电容器进行强行补偿,即短时强行改变电容器串、并联数量,临时增加容抗xc,使系统总的等效电抗减少,提高了输送的极限功率(Pmax=U1U2/xl-xc),从而提高系统的动稳定。

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