防过充智能充电器硬件设计【字数：10108】
摘 要随着智能充电器的需求日益增大，人们采用不同的解决方案实现充电器的智能化。电动车现在成为越来越多人出行的交通工具，其充电器是为电动车的电瓶专门配置的设备。在电动车充电器刚刚面世的时候，是存在许多的安全隐患的，为了消除这些安全隐患，本次设计实现了一个具有自动监测、断电的智能充电器，防止电瓶车过充带来的危害影响。此充电器设计应用了STC89C52单片机系统，单片机控制、电压转换和光耦隔离，充电控制是形成该充电器硬件电路的三个主要组成部分。其中单片机通过AD/DA转换去监测充电器，观察其在恒流充电、恒压充电和涓流浮充三个状态下，电流、电压和时间，如果数值超出正常范围，则通过继电器立即断电，从而达到防过充的目的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.2设计概述 1
1.3论文结构 2
第二章 系统总体设计 3
2.1充电电池的三个阶段 3
2.1.1恒流充电 4
2.1.2恒压充电 4
2.1.3涓流浮充 5
2.2普通电池过充的危害 5
2.3系统功能需求分析 6
2.4系统硬件方案设计 6
2.5本章小结 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1普通充电器功能分析 9
3.2单片机改进方案 10
3.2.1电源芯片 10
3.2.2放大器 10
3.2.3单片机介绍 11
3.2.4控制 12
3.2.5整体方案 14
3.3元器件清单 15
3.4本章小结 16
第四章 系统的安装与调试测试 17
4.1系统安装和整体功能测试 17
4.2系统的可靠性和实用性 17
4.3本章小结 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1选题背景
在这个交通发达的时代，电动自行车成为越来越多人出行的交通工具。可是有多少人知道多少火 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
灾是因电动车充电引起的？又有谁知道电动车起火后的巨大危害呢？首先，我们来看一些电动车引起火灾的案例。
2016年8月13日，广东省汕尾市陆丰市一群租房因电动车电气线路短路故障起火引发火灾，事故造成9人死亡，15人受伤。
2017年3月3日，安徽省马鞍山市含山县徐家村村民自建民房屋内给电动车充电，由于充电器故障引发火灾，造成5人死亡，8人受伤。
2018年11月27日，位于辽宁省抚顺市太平区南大街社区的一家售卖电动车的店发生火灾。过火面积超过45平方米，造成了4人死亡，10人受伤。
由上述案例可以看出，电动车火灾直接影响人们的生命财产安全，会造成十分巨大的社会危害。国家的消防具还特地会电动车引起火灾这系列案件做过实验，就是为了针对由电动车充电引起的火灾。
在一座废弃的居民楼一楼楼道，停放好3辆电动车。
模拟电动车正在进行充电的过程，给电动车造成电气故障的状态。有一辆电动车就开始出现问题，冒火星，产生噪声，很快一声稍微大点的响声，电动车就开始燃烧。电动车产生的火焰温度很高，一开始产生的火苗就高达126摄氏度。
1分22秒左右，火焰产生爆炸，此时外焰温度已为283摄氏度，烟也随着空气跑到了二楼，此时烟的温度为80摄氏度。
4分31秒为止，电动车已经被完全燃烧，并且将火势传染到了另一辆电动车上，这时的外焰温度已经有661摄氏度了，烟的温度都已经高达不到两百摄氏度，楼道内弥漫的浓烟伸手不见五指。
大概8分钟左右，四辆电动车开始剧烈燃烧，火焰的温度已经上升到了一千摄氏度以上。
由上述实验可知，电动车火灾产生到发展速度非常快，而且会产生大量烟气，烟气也成了电动车火灾致人死亡的主要原因。
防过充智能充电器为的就是杜绝电动车电池过充导致的火灾，减少电动车火灾产生的概率，对百姓的生活安全，国家的消防具有十分重要的意义。
1.2设计概述
本次设计中我把防过充智能充电器划分为三个模块单元，主控系统模块、监测模块和继电器模块。该系统主要实现的功能就是防止电动车电池过充，本设计课题本着精炼简洁、稳定高效、能禆实用的原则，通过简单的定时模块去检测时间，监测各项数值，从而达到防止过充的目的。
1.3论文结构
在本论文中，主要介绍并说明防过充智能充电器硬件设计，一共有四个章节，每个章节内容如下：
第一章：介绍防过充智能充电器硬件设计的选题背景和概述，介绍本设计对应的文本工作内容和论文的结构。
第二章：介绍系统的总体设计方案和对各相关方案进行论证总结，分析系统功能，提出系统硬件需求，对每个模块进行介绍和选择。
第三章：介绍系统的硬件设计的整个过程，给出硬件部分各个模块的电路原理图，并对它们进行系统分析。
第四章：介绍防过充智能充电器的系统安装与系统调试。
第二章 系统总体设计
2.1充电电池的三个阶段
充电电池的三个阶段为：恒流充电、恒压充电、涓流浮充三个阶段，如图21电动车三阶段充电图所示。
图21 电动车三阶段充电图
三阶段充电方式：
我们国家就目前来讲使用的电动车充电器多为智能二段式、三段式。智能二段式采用的充电方法是将电动车的充电状态分为两个阶段，分别为恒流恒压阶段和浮充阶段。智能二阶段的方式它是利用了恒流恒压相互结合从而形成加速充电的方式，它一开始是用恒流充电去达到初始给定的电压标值，之后用恒压充电将剩下的电量充满。总的来说两个阶段之间的转换电压就是第二阶段的电压。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.2设计概述 1
1.3论文结构 2
第二章 系统总体设计 3
2.1充电电池的三个阶段 3
2.1.1恒流充电 4
2.1.2恒压充电 4
2.1.3涓流浮充 5
2.2普通电池过充的危害 5
2.3系统功能需求分析 6
2.4系统硬件方案设计 6
2.5本章小结 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1普通充电器功能分析 9
3.2单片机改进方案 10
3.2.1电源芯片 10
3.2.2放大器 10
3.2.3单片机介绍 11
3.2.4控制 12
3.2.5整体方案 14
3.3元器件清单 15
3.4本章小结 16
第四章 系统的安装与调试测试 17
4.1系统安装和整体功能测试 17
4.2系统的可靠性和实用性 17
4.3本章小结 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1选题背景
在这个交通发达的时代，电动自行车成为越来越多人出行的交通工具。可是有多少人知道多少火 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
灾是因电动车充电引起的？又有谁知道电动车起火后的巨大危害呢？首先，我们来看一些电动车引起火灾的案例。
2016年8月13日，广东省汕尾市陆丰市一群租房因电动车电气线路短路故障起火引发火灾，事故造成9人死亡，15人受伤。
2017年3月3日，安徽省马鞍山市含山县徐家村村民自建民房屋内给电动车充电，由于充电器故障引发火灾，造成5人死亡，8人受伤。
2018年11月27日，位于辽宁省抚顺市太平区南大街社区的一家售卖电动车的店发生火灾。过火面积超过45平方米，造成了4人死亡，10人受伤。
由上述案例可以看出，电动车火灾直接影响人们的生命财产安全，会造成十分巨大的社会危害。国家的消防具还特地会电动车引起火灾这系列案件做过实验，就是为了针对由电动车充电引起的火灾。
在一座废弃的居民楼一楼楼道，停放好3辆电动车。
模拟电动车正在进行充电的过程，给电动车造成电气故障的状态。有一辆电动车就开始出现问题，冒火星，产生噪声，很快一声稍微大点的响声，电动车就开始燃烧。电动车产生的火焰温度很高，一开始产生的火苗就高达126摄氏度。
1分22秒左右，火焰产生爆炸，此时外焰温度已为283摄氏度，烟也随着空气跑到了二楼，此时烟的温度为80摄氏度。
4分31秒为止，电动车已经被完全燃烧，并且将火势传染到了另一辆电动车上，这时的外焰温度已经有661摄氏度了，烟的温度都已经高达不到两百摄氏度，楼道内弥漫的浓烟伸手不见五指。
大概8分钟左右，四辆电动车开始剧烈燃烧，火焰的温度已经上升到了一千摄氏度以上。
由上述实验可知，电动车火灾产生到发展速度非常快，而且会产生大量烟气，烟气也成了电动车火灾致人死亡的主要原因。
防过充智能充电器为的就是杜绝电动车电池过充导致的火灾，减少电动车火灾产生的概率，对百姓的生活安全，国家的消防具有十分重要的意义。
1.2设计概述
本次设计中我把防过充智能充电器划分为三个模块单元，主控系统模块、监测模块和继电器模块。该系统主要实现的功能就是防止电动车电池过充，本设计课题本着精炼简洁、稳定高效、能禆实用的原则，通过简单的定时模块去检测时间，监测各项数值，从而达到防止过充的目的。
1.3论文结构
在本论文中，主要介绍并说明防过充智能充电器硬件设计，一共有四个章节，每个章节内容如下：
第一章：介绍防过充智能充电器硬件设计的选题背景和概述，介绍本设计对应的文本工作内容和论文的结构。
第二章：介绍系统的总体设计方案和对各相关方案进行论证总结，分析系统功能，提出系统硬件需求，对每个模块进行介绍和选择。
第三章：介绍系统的硬件设计的整个过程，给出硬件部分各个模块的电路原理图，并对它们进行系统分析。
第四章：介绍防过充智能充电器的系统安装与系统调试。
第二章 系统总体设计
2.1充电电池的三个阶段
充电电池的三个阶段为：恒流充电、恒压充电、涓流浮充三个阶段，如图21电动车三阶段充电图所示。
图21 电动车三阶段充电图
三阶段充电方式：
我们国家就目前来讲使用的电动车充电器多为智能二段式、三段式。智能二段式采用的充电方法是将电动车的充电状态分为两个阶段，分别为恒流恒压阶段和浮充阶段。智能二阶段的方式它是利用了恒流恒压相互结合从而形成加速充电的方式，它一开始是用恒流充电去达到初始给定的电压标值，之后用恒压充电将剩下的电量充满。总的来说两个阶段之间的转换电压就是第二阶段的电压。
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