由于軍事應用中一些不斷電設備耗能較大，因而普遍采用串連電池組的模式避免過高的電流。串連電池組的充放電與單一電池的充放電有所不同，電池組內不同電池的差異如果不被重視就會造成電池組使用效率降低，減少蓄電池的使用壽命；考慮軍用設備的應用環境的特殊要求，目前市場上還沒有一種可以滿足這些需求的綜合充放電控制設備，因而這里設計一種可以很好滿足這些需求的新型蓄電池充放電綜合控制設備。

　　1 系統設計概述

　　該蓄電池充放電綜合控制設備以mc68hc908sr12單片機為控制核心，采用fpga輔助控制設計。主要包括電源電路、恒流恒壓充電控制單元、平衡放電控制單元、中央控制單元、fpga輔助控制單元、溫度檢測電路、人機接口電路等。蓄電池充放電綜合控制設備主要針對軍事應用中一些不斷電設備耗能較大，普遍采用蓄電池串聯供電的情況設計的。在設計過程中著重考慮蓄電池的平衡特性，以提高串聯蓄電池供電組的工作效率、延長其使用壽命。

　　2 硬件設計

　　下面對充放電綜合控制設備的硬件設計過程進行概述說明。

　　2.1 電源電路

　　使用開關電源作為充電器的供電設備。開關電源采用脈沖調制方式pwm(pulse width modulation)和mosfet，bts，igbt等電子器件進行設計。開關電源集成化程度較高，具有調壓、限流、過熱保護等功能。與線性電源相比其輸入電壓范圍寬(通常可達交流85～265 v)、體積小、重量輕、效率高。同時，其易于fpga輔助控制單元對其進行控制。

　　2.2 充電控制單元

　　充電控制單元采用目前較成熟的恒流恒壓充電電路來設計完成。圖2是電路原理圖。恒流恒壓電路由motorola公司的mc68hc908sr12單片機片內模擬電路模塊和片外的mosfet開關管、肖特基二極管、濾波電感、濾波電容等器件組成。模擬電路模塊是motorola公司的mc68hc908sr12單片機的特有部件，它由輸入多路開關、兩組可程控放大器、片內溫度傳感器、電流檢測電路等組成。可程控放大器總放大倍數為1～256。放大器的輸入可選擇為2路模擬輸入腳(atd0，atd1)、片內溫度傳感器、模擬地輸入(vssam)。atd0和vssam間可接一個電流檢測電阻，用于測量外部電流，它還連接至電流檢測電路，可在電流超過指定值時產生中斷并輸出信號。

　　在充電開始前的預處理階段，根據檢測到的不同電池特性，軟件選擇相應的充電算法，充電算法由單片機和fpga輔助控制單元實現。在充電開始后，軟件定時采集感應電阻r上的電壓值，經過計算，設置sr12單片機的輸出控制參數。同時，電流檢測電路實時檢測充電電流，在電流超過指定值時產生中斷并由sr12單片機控制及時關斷充電電流，實現恒流恒壓的充電控制。

　　均衡充電是本充放電綜合控制設備的一個重要特點。在充電的過程中，由于電池的質量不相同，容量小、質量差的電池端電壓在充入相同電量后會出現電壓增長比另一個電池多的情況，如果不采取措施，它們的電壓差將會增大，以至其中一個電池很快達到規定的安全電壓，充電過程也將被迫停止。此時應該停充電壓高的電池，即均衡充電。這樣有利于恢復電池內受損的單元，使充電過程能順利地進行下去。

　　2.3 放電控制單元

　　放電控制單元主要有2部分組成，一是返馳式平衡放電電路，可以實現電池組的平衡放電。平衡放電是本充放電綜合控制設備的一個重要特點。在放電的過程中，由于電池的個體差異，如果不采取措施，電池組內電池個體的差異將越來越明顯，這樣會使電池組工作效率降低，使用壽命減少。放電控制單元采用的返弛式放電電路設計，其原理圖如圖3所示，該電路本身具有的電感端電壓互相牽制特性(也稱電路的返弛性)可以實現蓄電池組放電電池個體的平衡放電。這樣有利于恢復蓄電池內的受損單元，提高蓄電池的工作效率和使用壽命。二是過度放電保護電路，該電路可以實現對電池組的過度放電保護。圖4是電池組過度放電保護電路原理圖，當端電壓檢測電路檢測到的電壓低于設定的安全放電電壓時，該保護電路可以把放電電路切斷，實現對蓄電池的保護。

　　2.4 溫度檢測電路

在充電過程中，電池的溫度會隨著充電容量的增加而上升，尤其在接近充電終止時，溫度變化率△t／△t最大，該特性是判斷電池是否充滿的主要條件之一。因此，采用美國國家半導體公司出品的單片高精度數字溫度傳感器lm92設計溫度檢測電路。其電路原理圖如圖5所示。

　　2.5 人機接口單元

　　(1)鍵盤響應電路

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