基本信息
- 项目名称：
- 智能通用型液晶显示充电器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 基于AVR MEGA16单片机为核心智能控制，利用该该单片机内部A/D采样电池电压判断电池类别，然后通过I/O口控制芯片LM2576实现充电功能。该充电器具有智能判别、智能充电、智能控制的优势，还加入了反接保护和过充保护功能，充电状态液晶显示，充电过程清晰明了，人机交互性能优良。
- 详细介绍：
- 智能通用性液晶显示充电器创新点主要体现在以下几个方面： 1.电池自动识别，该充电器可以自动识别两节充电电池包括NI-MH、 Ni-Cd、Li这三种常见电池，解决了传统充电器无法实现的单一性问题。其中NI-MH,、Ni-Cd,电池由于充电方式相同，被默认为同一种电池—NI-MH电池。 2.空载输出为0，限流保护，为了安全保护充电器和防止漏电，当无电池外加时，充电器输出电压为0，当充电电流超过550mA时会严重影响充电电池的寿命，所以在硬件电路中加入了对电池的保护，当充电电流超过550mA时，电路自动控制降低输出。 3.保护性充电，充电器采用智能充电方式进行充电，首先对电池进行预处理，然后根据不同电池的电池特性使用不同的充电方式，还可以采用修复性充电，对电池进行修复保护，还具有智能涓流充电模式，并且使用了一种全新的充电方法脉冲电流充电，可以很好的保护电池延长使用寿命。当电池充满时，充电器自动关闭充电电路，防止过充，实现对电池的过充保护，给使用者提供极大的方便，无需时时刻刻对电池充电情况进行关注。 4.本充电器采用了一块液晶屏作为显示，在很大程度上提高了人机交互性能，使得传统充电器不具备与人良好交互性的问题得道了很好的解决。全程监控电压电流，对于具备一定专业知识的使用人士又可以提供了一个很好的实验平台。本充电器使用了一个双色LED，既是在黑夜中依旧清晰可见，方便使用。 5.反向保护功能，当电池接反时，充电器自动切断充电，并报警提示电池接反。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 充电器通常指的是一种将交流电转换为低压直流电的设备。充电器在各个领域用途广泛，特别是在生活领域被广泛用于手机、相机，玩具、便携设备等等常见电器。普通充电器功能单一，针对性强，充电电池种类较多，每一种电池需要配一种充电器，因此用户经常购置较多的充电器，导致资源浪费，而且普通充电器因为功能不完善或使用不当导致充电电池寿命降低，甚至出现安全事故，而且废旧电池对环境会造成很大污染。 为较好解决上述问题，设计了一种新型充电器，该充电器能充不同类型的电池，充电过程智能控制，能延长电池使用寿命，使用起来也更安全方便。 技术关键： 智能识别电池，对不同电池采用不同的充电方式； 采用智能充电，恒流（脉冲式）恒压方式对电池进行保护性充电； 针对电池进行预处理，判断是否使用智能涓流充电模式； 防止电池过充，采用两种充电方式相结合，增加延长电池使用寿命。 技术指标： 经过实验室试验研究得出智能通用型液晶显示充电器部分技术指标：(注：以下指标为室温下检测) 输入：AC 100V-240V 50Hz—60Hz 。 输出：DC Ni-MH电池2.86V /Ni-Cd电池2.86V /Li电池8.4V 最大电流550mA(该电流可根据电池容量修改)。
科学性、先进性
- 1.通用性 于电池选择智能通用性液晶显示充电器，只需一个。通过对电池的智能识别，在不更改任何硬件的情况下由MCU控制实现对不同电池的不同充电，这样就实现了一个充电器可以充多种类型电池的问题，给使用者提供了很大的方便。作品可以对生活中常见的Ni-MH电池、Ni-Cd电池、Li电池这三种电池充电。 2.智能 作品使用的充电方法是锂电池的充电方法为恒定电压法要限流；充电器本采用三段充电法，即预处理、恒流充电（快充）、恒压充电（充满）。开始以设定的恒流（脉冲式）充电，电池电压以较高的斜率增长，在充电过程中斜率逐步降低，充到接近4.2V时，恒流充电阶段结束。接着以4.2V恒压充电，在恒压阶段充电时，电压几乎不变（或稍有增加），充电电流不断下降。当充电电流下降到1/10C时，充电前检测电池的电压：针对锂电池若电池电压大于2.5V，则按正常方式充电；若电池电压低于2.5V，则用小电流（约1/10C的电流）充电，充到2.5V后再按正常方式充电。这种预充电的方式称为预处理。
获奖情况及鉴定结果
- 在杭州电子科技大学电子信息工程特色专业建设项目评测中获得优秀
作品所处阶段
- 实验室验证
技术转让方式
- 电路图及软件
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 作品成果为实物，具有较高的市场前景和很广泛的应用。随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电，因此，需要对充电过程进行更精确地监控(例如对充电电流、充电电压监控)，以缩短充电时间，达到最大的电池容量，并防止电池损坏。因此，智能型充电电路通常包括了恒流／恒压控制环路、电池电压监测电路、充电电流检测电路、外部显示电路(LED或LCD显示)等基本单元。本款充电器可以自动识别电池，让使用者无需辨别电池直接使用，可靠性高，实用性良好，显示界面友好。
同类课题研究水平概述
- 电池的安全充电 现代的快速充电器( 即电池可以在小于3 个小时的时间里充满电，通常是一个小时) 需要能够对单元电压、充电电流和电池温度进行精确地测量，在充满电的同时避免由于过充电造成的损坏。 充电方法 镍氢电池的充电方式是将充电电池恢复其原始容量的过程，为使电池达到长期使用的目的，必须通过适当的充电方法充电，目前较好的方式是-△V值控制充电，此外还可以采用其它的控制方法。 锂离子电池充电的需求有：（1）过充保护——终止充电电压精度在额定值的1%之内（过压充电可能对锂离子电池造成永久性损坏）。（2）锂离子电池的充电率（充电电流）应根据电池生产厂的建议选用。虽然某些电池充电率可达2C（C为电池的容量），但常用的充电率为（0.5～1.0）C。（3）如果充电电流过大会产生温度过高，不仅会损坏电池并可能引起爆炸。因此在大电流充电时，需要对电池进行温度检测，并且在超过设定充电温度时能停止充电以保证安全。（4）充电器电路中有设定的限流电阻，保证充电电流不超过设定的限制电流。 最大充电电流 最大充电电流与电池容量(C) 有关。最大充电电流往往以电池容量的数值来表示。例如，电池的容量为750 mA/h，充电电流为750 mA，则充电电流为1C (1 倍的电池容量)。若涓流充电时电流为C/40，则充电电流即为电池容量除以40。
