通过这些天的努力，自己希望智能充电器的目标（个人看法）

lvhaian

这些天看了不少帖子和别的网站，这里先谢谢 trinove ， Grant , mtheory 提供的一些资料.确实非常有价值.

好好的复习了 "ourDEV.cn 新域名后的第一个网站活动，再续智能充电器，请有兴趣的报名参与，这次一定会最终完成" 这一强贴

也参考之前我贴出来的一款市场上我认为比较好的智能充电器.

虽然以前对充电器方面只是一些简单的了解,但是现在对设计上面应该算有个一知半解了.

我大概的设计想法是这样的:


我给自己定的智能充电器的目标:

一: 我们的充电器适应的种类:

镍氢           1.2V         AA/AAA            单节
镍镉           1.2V         AA/AAA            单节
锂离子         3.7V         特殊              单节
镍氢           4.8V         AA(电玩)          四节(串，Pack)   
铅蓄电池       6V           特殊              2V/节，3节封装的那种  

我个人认为这几种已经包括了我们学习智能充电器的大多数的种类了。芯片资源有限，所以只列出了这么

几种。

经过我简单的分析一下，对于最上面两种电池，我们采用同一个电路，自己识别。下面我认为他们为第一

类电池。

对于3.7V锂离子我觉得可以直接使用专用芯片，但是我们可以做它的监测电路，可以让大家学习锂离子充

电过程。下面我将此电池称为第二类电池。

对于后两种电池，下面我将此电池称为第三类电池。我认为这类电池可以单独使用一组电路，如主CPU不

够用，可以增加辅单片机，之间采用SPI通讯。所有监测数据由主CPU处理，如LCD显示，串口与PC通讯。


二：对于第一类电池我们的充电器需要达到的目标：
(1) 4路独立充电控制：  
    4个充电通道高精度独立控制充电过程，不同容量、不同种类的电池可以混合充电。
(2) 快速充电设计：(快充槽位外壳上已标注)  
    1-2只AA电池时，快速充电可选：1100mA(1和4号槽位)或550mA(2和3号槽位) 。  
    3-4只AA电池时，标准充电：    550mA  
    AAA电池均为标准充电：        275mA
(3) 带放电功能：放电电流450mA(MAX)  
    充电前可以将电池的剩余电量完全放掉，使电池处于完全放电的状态，消除电池的“记忆效应”。  
    配合LCD和按键组成的人机界面或者PC软件，提供电池容量测试功能，方便对电池进行分选搭配。  
    也可通过通过人机界面对不良电池进行修复。
(4) 4个（三色）电池状态指示灯：  
    4个充、放电指示灯分别指示每个充电通道的状态，充、放电状态一目了然。  
    对应于每个电池的电池状态指示灯：  
      未装电池：LED不显示。  
      电池正在充电：红色LED显示。  
      电池正在放电：橙色LED显示  
      电池放电完成：红色LED显示。  
      电池故障：红色LED闪烁显示。  
      电池充满：绿色LED显示。   
(5) 供（三色）的充电器工作状态指示灯，充电器工作状态指示一目了然：  
      充电时：绿色  
      放电时：橙色  
      充电时温度保护:红色  
      满电保持及未装电池：绿色  
      充电器故障：红色闪烁  
(6) 电池最大充电时间限制：最大充电时间6 - 10小时。
    最大时间可以通过人机界面进行参数设置
(7) 电池最大充电容量限制：4400maH（AA）和2200maH(AAA)。  
(8) 电池最高电压限制：1.7V。  
(9) 电池最高充电电压限制：2.4V。
(10)电池激活：  
    长期存放，电压极低的电池（小于0.8V）先小电流充电，待电池激活，电压正常后转入快速充电。
(11)电池温度控制：内置两路温度测试。  
    当充电过程中，若充电器和电池超过设定值时，充电器指示灯会变为红色，充电器会停止对电池进行充电。并延时15分钟，待充电器和电池温度恢复正常后，恢复充电。
    最高温度可通过人机界面设置
(12)满电保持功能：  
    以前的充电器，如果在充电结束后不取出电池，会自然放电，导致需要时无法使用。  
    本充电器搭载了“满充电保持功能”，在充电结束后，会自行补充充电，以保持满充电状态。  
    并且，充电显示灯保持充满状态。  

对于能力比较强的人可选功能
(1) 过放电和电池内部有微短路的电池可修复。  
    充电器可修复因长期存放则引起内部短路的电池。视电池内部状态的不同，修复时间可能需要10分钟及以上。  
    当短路电池在修复时，充电器会暂时停止对其它通道电池进行充电。  
(2) 极高精度0dV检测：<0.3mV，比市售-dV类充电器判断更准确，绝无过充。
(3) 电池内阻检测。
(4) 制作充放电曲线(PC)
(5) 制作充放电曲线(LCD)




三：对于第二类电池我们的充电器需要达到的目标：
(1) 可完成对单节Li电池进行充电.所有功能由智能芯片完成.
(2) 可对充电过程进行监视.

对于能力比较强的人可选功能
(1) 电池内阻检测。
(2) 制作充电曲线(PC),无需放电曲线.
(2) 制作充电曲线(LCD),无需放电曲线.




四: 对于第三类电池我们的充电器需要达到的目标
基本参照第一类电池的目标,但是具体参数再讨论后拟定.
镍氢 , 铅蓄电池 的电路可以类似,但是需要分开,因为电压不同,防止意外.

Grant

我四年前做的充电器除了没有内阻测试，你要求的第一类电池的充电器规格全部实现。

不过细看了一下有几个地方你的要求有些值得商讨：
1、(7) 电池最大充电容量限制：4400maH（AA）和2200maH(AAA)。
如果电池的容量是4400mAh，你的充电电流设置的就太小了，实际上3000mAh以上的AA电池非常少见。而对于你的充电器实际操作而言，体现的只是你的一次充满的充电时间。

2、(8) 电池最高电压限制：1.7V。
NiMH/NiCd端电压是1.2V，如果充满后的电压一般是在1.4v～1.5v（刚充满的时候拿下了，可能有些可以冲到1.6V），如果你指的电压也是这个值的话，那你设置的太高了！


3、(9) 电池最高充电电压限制：2.4V。
这个充电电压是由你的充电电池内阻和你的充电电流来决定的，这些都是会随充电的容量。电池老化变化，规定这个值没有任何实际的意义。

4、(11)电池温度控制：内置两路温度测试。
如果电池冲到80%的时候出现过温，充电器保护，冷下来后还接着充，你是否考虑了记忆问题？要知道电池容量冲到70%～90%的时候，温度是上升最厉害的时候。




我觉得，大家对规格的要求有些还是停留在大而全的要求上，就像现在市面上卖的开发板，大而全，华而不实。充电器，当然，充电才是它的任务。

lvhaian

我的一些个人看法:

我渐渐对这个设计已经有了一定的雏形,在我看来虽然很多细节需要讨论,但是在这个时候我觉得可以先考虑硬件了.因为我认为软件已经是具体的细节了,我会在下周在去考虑了,这周和大家解决硬件方案了.

看了大家讨论的所有帖子之后,在我看来,这个智能充电器的难点大概可以分为这么几个方面:

(1) 电源问题      （其实我认为这个基本没有什么难度，毕竟没有受成本的压力，所以比较简单，方案可选性强）

(2) 驱动问题       大家对 AVR 单片机的 PWM性能 进行讨论过，希望大家能多提供一些这方面的经验。
                   对Buck电路的原理上面需要讨论，怎样性能最佳，效率最高。

(3) 电流采样问题   怎么样才能让电流的采样更加精准，稳定。 如要测电池内阻，和对电池的电量进行测量非常重要。

(4) 温度采样问题   选用什么模块，在我看来选择数字的比较好，单片机的 ADC 非常紧缺。  



以上信息给 Grant 进行参考，如果是我进行这个方案拟定的话，应该只有驱动问题我最陌生，比较下定论，别的应该都不是问题。

lvhaian

【1楼】 Grant  大哥，没想到你在，嘿嘿

我觉得你说的还是非常正确的，

其实我觉得最高电压和最高充电电压 可以改成通过人机界面设定这样比较合理 ，我们可以让范围可调，（比如 1.5 -- 1.7V）


对温度的控制方面你可以再给些建议，因为我认为这个是软件的细节问题，可以之后讨论，所以我对这个现在没有看太多资料。由你定论吧。

电池最大容量问题我是参考别人的充电器指标，想想我们应该为电池的发展进行一点余量上面的扩展，所以也选择了这个值。

Grant

请注意，对于卡座方式充电，温度探头(也就是热敏电阻)永远不可能完全充分接触到电池表面。这样存在这个问题，使用温度来做充电判断，基本没有太大意义。我是如此认为，一般情况，我仅使用这个温度采样做为“辅助”的过温保护。

我也早说过，对于电池这样的对电压反映是惰性的东西，电流的精确度只要大概就可以，比如正负20mA，也许你会绝对这样大的误差怎么可以，呵呵，这个解释等你做了就知道。这个精度做得越小，你要付出的就会越多，无论是金钱还是精力，而实际得到的效果微乎其微。

其它的电源、PWM都不是问题、电源只在乎你要支持哪些类型的电池；PWM，任何一个有PWM输出功能的8Bit MUC都可以做到，跟本不需要考虑。

lvhaian

在我看了你在我帖子留下的一些看法后，实在忍不住说几句：

我也请你注意，我也没有表态说温度保护有多少特别的意义，在我看来，仅仅是为了安全，虽然没有贴住表面，比如把65度测成了55度会有什么影响。只要能在60度(实际65度)切断充电就可以了。

20mA的精度就可以了，不好意思，我想和你说虽然我没有作过这个智能充电器，我只制作过铅蓄电池的充电器，但是我已经看了网上面20几款充电器的指标了。我个人认为这个值不存在什么问题，比别人做的好点有什么问题，又不是做不到！

把精度提高仅仅是为了提高大家能力，所以我把它列为有能力的参与者可选。

“这个精度做得越小，你要付出的就会越多“ 这点我承认，但是我付出多一些，就是为了达到更好的精度，有什么问题么？

不就是为了和一般的充电器不一样么，如果都一样，那么去做个产品好了，做什么DemoKit。

donkey

技术人员就是喜欢搞大而全,呵呵,我认为这次项目能搞出一个能正常充电的就不错了(一般指标)
不要到后边就是烂尾楼,只能充一种电池,甚至连一种电池都冲不好.

STM32_PLC

呵呵，不是很赞成 donkey 知秋 的说法。我们做的事Demokit，硬件、软件随着项目的进行势必不断修改更新。
我们现在除了开发出一个充电器之外，更多的是在关注充电技术和这个开发过程。

也就是说，这个项目肯定会有一个结果，但是相对这个结果，过程显得非常重要。


说到这个精度问题，如果我们只是充电，正负20mA，确实是没有多大的问题。
如果我们需要放电并计算电池电量，这个精度还稍嫌不足呢！

aleyn

【楼主位】 lvhaian 安哥
发贴时间：2007-10-31,00:42:33

安哥真好精神，半夜还在关心这个项目，这个时间估计我已经睡觉觉了。。。。

alien2006

呵呵，我想还是硬件方面尽量多花点力气，尽量多考虑周到些好，大而全没啥不对的，毕竟硬件做好了就难改动了，针对什么电池什么充电方法还不就是在软件上进行具体修改的事，有了一个好的硬件平台大家也才能做更多的研究工作。否则做好了的电路没多久就成鸡肋了。
    我也同意安哥的观点，要做就要做好的，而不是简单的为了完成一个简易充电器而已，要不然就直接按照AVR官方的电路来做得了。
    另外我提点意见，我觉得GRANT大哥好像有点脾气大哦，有点压制民_主意思啊，呵呵，别见怪啊~~~，不过高手通常都是这样，呵呵。
   
    驱动的问题我也在考虑，根据我自己上次做充电器的经验，感觉用AVR的PWM总不大舒服，上次曾经有人提到过用TL494等这类的专门的MOS控制器来实现估计会更好些，把PWM的任务放给专门的电路来实现，而AVR用来控制这类电路和其他的任务，可惜我对这方面也不了解啊。希望能有人站出来讨论下

Grant

另外我提点意见，我觉得GRANT大哥好像有点脾气大哦，有点压制民_主意思啊，呵呵，别见怪啊~~~，不过高手通常都是这样，呵呵。


我该说什么呢？无语。为何都觉得我的脾气大？难道仅仅只是我没有发过牢骚？因为我有权利决定全部的规格(在Armok和Cocal不干涉的前提下？)，没有申明我是弱势的，为了博得大家文字上的同情？看来我最大的错误是我应该放弃各位给我现在的位置，与lvhaian 一样，做一个普通的ID。也和lvhaian 一样，只要活动与我的观点不同，也上来倒倒苦水，大家是不是觉得那是的我是否也是值得各位同情？


我不过是对楼主方案的不合理地方提出我的观点，我使用的语气是：有些值得商讨。楼主说过要自己做，而我也有言在先，对于任何参与者他都是自由的，所以我既没有表示感慨，也没有挽留，何去何从自己选择。既然楼主把自己的方案拿出来晒晒，无非也是想要大家给一点建议而我做的只是希望对他的方案具体的要求给他一点我的建议，虽然算不上专业，但至少可以使楼主少走一些弯路。唉。


对于使用PWM，我考虑过。我之前曾经拆过一个GP的充电器，仅在香港销售。里面用的就是三星的MCU和TL494这样的器件，使用这个器件确实有几个好处。这里没有考虑是基于在任何东西都没有的情况下，先完成一个最基本的充电器。我对那种充电器也不是特别了解，只是觉得它的充电时序特别怪。

STM32_PLC

路过!

lvhaian

【10楼】 Grant

你可能真的误解我的意思了，在我发这个帖子之前，因为我没有看到你在另外一个回话，如果看到了，这个帖子我根本不会贴出来了。

我发这个帖子是因为我觉得最近论坛这个活动实在太冷清了，我又不能代表你的意见，所以就写了自己的一些看法。但是根本没有想到当时你也在论坛上，因为看到你回帖我才知道的。其实晚上那么晚我也想睡觉啦，既然参与了，只是逼着自己多写了一点。只是没有想到遭到你那么大的反对声。那么我明白了我写的个人思想越强，越会遭到反对，我写的越多，遭到的反对越大，所以为了不影响和谐，决定封笔了。

我不想做下去是为了更好的让你发挥主动性，你这么说我觉得太见外了，能走到一起大家都是朋友，是“缘分”二字。并不是您想象的那样我为了博得大家的同情，写了那些东西。当时纯粹是些气话。

因为这个项目你是有经验的老手，所以我觉得你说的更加权威一点，我不想因为我的个人想法和你冲突，所以才选择了退出，如果任何地方冒犯了大哥您。在这里我向你道歉。 I'm so sorry!!

既然我感觉错都是来自我，由于我不能编辑我的帖子了，希望Armok帮我删了我写的帖子吧，我不希望有人再讨论我的问题。


不过充电器我确实会自己做的拉，但是我会在参考了 Grant 的方案后再进行拉。 呵呵！ 希望您能够开个好头啦。

以后我也会继续参加以后的活动拉。

比如等这个活动结束后我带大家做个 “电动汽车一级倒立摆”吧！

中国的什么研究生的那些很多很多国内的一些在国外获奖的作品中对倒立摆研究的每年都有获大奖的，但是基本都是理论研究，都是介于matlab仿真，实际做出来的我在网上一篇也搜不到。所以到时候有兴趣的人可以回个贴，到时候如果报名参加的人多，等这个活动结束后我带领大家做。

STM32_PLC

再次路过，顶一下吧

aleyn

跟着trinove一起路过