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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 智能通用型液晶顯示充電器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 基于AVR MEGA16單片機(jī)為核心智能控制，利用該該單片機(jī)內(nèi)部A/D采樣電池電壓判斷電池類(lèi)別，然后通過(guò)I/O口控制芯片LM2576實(shí)現(xiàn)充電功能。該充電器具有智能判別、智能充電、智能控制的優(yōu)勢(shì)，還加入了反接保護(hù)和過(guò)充保護(hù)功能，充電狀態(tài)液晶顯示，充電過(guò)程清晰明了，人機(jī)交互性能優(yōu)良。
- 詳細(xì)介紹：
- 智能通用性液晶顯示充電器創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1.電池自動(dòng)識(shí)別，該充電器可以自動(dòng)識(shí)別兩節(jié)充電電池包括NI-MH、 Ni-Cd、Li這三種常見(jiàn)電池，解決了傳統(tǒng)充電器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的單一性問(wèn)題。其中NI-MH,、Ni-Cd,電池由于充電方式相同，被默認(rèn)為同一種電池—NI-MH電池。 2.空載輸出為0，限流保護(hù)，為了安全保護(hù)充電器和防止漏電，當(dāng)無(wú)電池外加時(shí)，充電器輸出電壓為0，當(dāng)充電電流超過(guò)550mA時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響充電電池的壽命，所以在硬件電路中加入了對(duì)電池的保護(hù)，當(dāng)充電電流超過(guò)550mA時(shí)，電路自動(dòng)控制降低輸出。 3.保護(hù)性充電，充電器采用智能充電方式進(jìn)行充電，首先對(duì)電池進(jìn)行預(yù)處理，然后根據(jù)不同電池的電池特性使用不同的充電方式，還可以采用修復(fù)性充電，對(duì)電池進(jìn)行修復(fù)保護(hù)，還具有智能涓流充電模式，并且使用了一種全新的充電方法脈沖電流充電，可以很好的保護(hù)電池延長(zhǎng)使用壽命。當(dāng)電池充滿(mǎn)時(shí)，充電器自動(dòng)關(guān)閉充電電路，防止過(guò)充，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的過(guò)充保護(hù)，給使用者提供極大的方便，無(wú)需時(shí)時(shí)刻刻對(duì)電池充電情況進(jìn)行關(guān)注。 4.本充電器采用了一塊液晶屏作為顯示，在很大程度上提高了人機(jī)交互性能，使得傳統(tǒng)充電器不具備與人良好交互性的問(wèn)題得道了很好的解決。全程監(jiān)控電壓電流，對(duì)于具備一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)的使用人士又可以提供了一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本充電器使用了一個(gè)雙色LED，既是在黑夜中依舊清晰可見(jiàn)，方便使用。 5.反向保護(hù)功能，當(dāng)電池接反時(shí)，充電器自動(dòng)切斷充電，并報(bào)警提示電池接反。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 充電器通常指的是一種將交流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電的設(shè)備。充電器在各個(gè)領(lǐng)域用途廣泛，特別是在生活領(lǐng)域被廣泛用于手機(jī)、相機(jī)，玩具、便攜設(shè)備等等常見(jiàn)電器。普通充電器功能單一，針對(duì)性強(qiáng)，充電電池種類(lèi)較多，每一種電池需要配一種充電器，因此用戶(hù)經(jīng)常購(gòu)置較多的充電器，導(dǎo)致資源浪費(fèi)，而且普通充電器因?yàn)楣δ懿煌晟苹蚴褂貌划?dāng)導(dǎo)致充電電池壽命降低，甚至出現(xiàn)安全事故，而且廢舊電池對(duì)環(huán)境會(huì)造成很大污染。 為較好解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新型充電器，該充電器能充不同類(lèi)型的電池，充電過(guò)程智能控制，能延長(zhǎng)電池使用壽命，使用起來(lái)也更安全方便。 技術(shù)關(guān)鍵： ? 智能識(shí)別電池，對(duì)不同電池采用不同的充電方式； ? 采用智能充電，恒流（脈沖式）恒壓方式對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)性充電； ? 針對(duì)電池進(jìn)行預(yù)處理，判斷是否使用智能涓流充電模式； ? 防止電池過(guò)充，采用兩種充電方式相結(jié)合，增加延長(zhǎng)電池使用壽命。 技術(shù)指標(biāo)： 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究得出智能通用型液晶顯示充電器部分技術(shù)指標(biāo)：(注：以下指標(biāo)為室溫下檢測(cè)) 輸入：AC 100V-240V 50Hz—60Hz 。 輸出：DC Ni-MH電池2.86V /Ni-Cd電池2.86V /Li電池8.4V 最大電流550mA(該電流可根據(jù)電池容量修改)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.通用性 于電池選擇智能通用性液晶顯示充電器，只需一個(gè)。通過(guò)對(duì)電池的智能識(shí)別，在不更改任何硬件的情況下由MCU控制實(shí)現(xiàn)對(duì)不同電池的不同充電，這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)充電器可以充多種類(lèi)型電池的問(wèn)題，給使用者提供了很大的方便。作品可以對(duì)生活中常見(jiàn)的Ni-MH電池、Ni-Cd電池、Li電池這三種電池充電。 2.智能 作品使用的充電方法是鋰電池的充電方法為恒定電壓法要限流；充電器本采用三段充電法，即預(yù)處理、恒流充電（快充）、恒壓充電（充滿(mǎn)）。開(kāi)始以設(shè)定的恒流（脈沖式）充電，電池電壓以較高的斜率增長(zhǎng)，在充電過(guò)程中斜率逐步降低，充到接近4.2V時(shí)，恒流充電階段結(jié)束。接著以4.2V恒壓充電，在恒壓階段充電時(shí)，電壓幾乎不變（或稍有增加），充電電流不斷下降。當(dāng)充電電流下降到1/10C時(shí)，充電前檢測(cè)電池的電壓：針對(duì)鋰電池若電池電壓大于2.5V，則按正常方式充電；若電池電壓低于2.5V，則用小電流（約1/10C的電流）充電，充到2.5V后再按正常方式充電。這種預(yù)充電的方式稱(chēng)為預(yù)處理。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在杭州電子科技大學(xué)電子信息工程特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目評(píng)測(cè)中獲得優(yōu)秀
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 電路圖及軟件
作品可展示的形式
- 實(shí)物
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 作品成果為實(shí)物，具有較高的市場(chǎng)前景和很廣泛的應(yīng)用。隨著越來(lái)越多的手持式電器的出現(xiàn)，對(duì)高性能、小尺寸、輕重量的電池充電器的需求也越來(lái)越大。電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實(shí)現(xiàn)快速、安全地充電，因此，需要對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行更精確地監(jiān)控(例如對(duì)充電電流、充電電壓監(jiān)控)，以縮短充電時(shí)間，達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。因此，智能型充電電路通常包括了恒流／恒壓控制環(huán)路、電池電壓監(jiān)測(cè)電路、充電電流檢測(cè)電路、外部顯示電路(LED或LCD顯示)等基本單元。本款充電器可以自動(dòng)識(shí)別電池，讓使用者無(wú)需辨別電池直接使用，可靠性高，實(shí)用性良好，顯示界面友好。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 電池的安全充電 現(xiàn)代的快速充電器( 即電池可以在小于3 個(gè)小時(shí)的時(shí)間里充滿(mǎn)電，通常是一個(gè)小時(shí)) 需要能夠?qū)卧妷?、充電電流和電池溫度進(jìn)行精確地測(cè)量，在充滿(mǎn)電的同時(shí)避免由于過(guò)充電造成的損壞。 充電方法 鎳氫電池的充電方式是將充電電池恢復(fù)其原始容量的過(guò)程，為使電池達(dá)到長(zhǎng)期使用的目的，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)某潆姺椒ǔ潆姡壳拜^好的方式是-△V值控制充電，此外還可以采用其它的控制方法。 鋰離子電池充電的需求有：（1）過(guò)充保護(hù)——終止充電電壓精度在額定值的1%之內(nèi)（過(guò)壓充電可能對(duì)鋰離子電池造成永久性損壞）。（2）鋰離子電池的充電率（充電電流）應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠(chǎng)的建議選用。雖然某些電池充電率可達(dá)2C（C為電池的容量），但常用的充電率為（0.5～1.0）C。（3）如果充電電流過(guò)大會(huì)產(chǎn)生溫度過(guò)高，不僅會(huì)損壞電池并可能引起爆炸。因此在大電流充電時(shí)，需要對(duì)電池進(jìn)行溫度檢測(cè)，并且在超過(guò)設(shè)定充電溫度時(shí)能停止充電以保證安全。（4）充電器電路中有設(shè)定的限流電阻，保證充電電流不超過(guò)設(shè)定的限制電流。 最大充電電流 最大充電電流與電池容量(C) 有關(guān)。最大充電電流往往以電池容量的數(shù)值來(lái)表示。例如，電池的容量為750 mA/h，充電電流為750 mA，則充電電流為1C (1 倍的電池容量)。若涓流充電時(shí)電流為C/40，則充電電流即為電池容量除以40。
