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摘要:针对目前市场手机电池的质量问题,介绍一种由AT89C51AC2单片机为核心的手机电池测试仪的设计.本
( b4 a$ f- s" }9 }# E4 T( y文设计的手机电池测试仪通过对电池充放电试验、电池容量测试试验、循环充放电寿命试验及电池内阻估算,并且
& [6 i2 i0 V& B对过充、过放及短路保护测试,完成手机电池高可靠性、高精度的检测,能有效地检测手机电池的质量,以此更好地
/ a u7 m* u5 g" m规范市场、维护消费者利益./ Z6 Y7 K8 T2 }3 ^3 Z
# N: ]/ Q- Q. }1 [. o; S0 J7 e3 x, c
随着手机用户的飞速增长,手机电池的质量问) @& g7 [% F7 X. g" E
题成为消费者关注的焦点.如何有效地检测手机电/ d9 d) \* {; l$ E5 a0 w
池的质量,这是更好地规范市场、维护消费者利益的
. k' m9 [3 P9 `2 D! s; p8 {有效途径.本文设计出的手机电池容量测试仪,具有
* K8 _/ S! L# V% @1 Q3 Y! ~* B. k性能稳定、测试准确、功能齐全、操作方便、价格低廉3 D- ^1 P7 Q8 r; U
等特点.& h5 B, h) _3 u0 c/ R2 j5 ~
1 系统结构硬件设计
- g9 @. `8 P3 ^" f9 {系统由单片机控制测量电路的切换,实现各参 ]# Q4 A$ ]" [1 ~- E
数的采集和计算,并通过键盘显示模块实现功能选
3 r7 E! B* ~, p5 N3 |/ c' V择、参数设置及结果查询.为了能够实现计算机控制
* L% `5 H; Q3 G0 w和将测量结果由计算机显示输出,系统中加入了
0 d% v$ ^* Q5 v: K( i+ M: pRS232通信模块.整个系统硬件框图如图l所示.
6 A" k$ c. H1 W6 P# v3 z单片机采用ATMEL公司推出的AT89C51AC2,6 z2 ]: g" R# |& \
它保留了80C51的所有特性,另外具有一个10位的4 `+ }" D2 u1 h
A/D转换器,2 K字节FLASH引导存储器,2 K字节
% r/ K {0 _! O E. X的EEPROM数据存储器,一个可编程计数器阵列,
) x, z) i. L" |2 b; }: V0 S102 4字节的非易失型RAM,一个硬件看门狗定时
6 C7 U8 k v' Z( D器以及一个更通用的串行口便于多机通信.本系统
! w2 l: _3 X- _! {( j. ?: h中由于CPU带有PWM输出,加之出于降低成本的
6 b8 Y# r& g& u7 w& z2 \考虑没有采用D/A转换芯片,而利用PWM输出构成
+ Y$ Y1 F& e+ j! f3 B$ XD/A.通过控制8位的PWM输出实现0-5 V的D/A
0 ^% b8 Z8 i7 g6 k7 D9 G转换.加入一同向驱动器,增大D/A输出的驱动能
% `3 ^6 y3 }" p8 F" w2 u2 f力,以解决CPU的驱动能力.电池测试仪对电池检验1 P6 f2 }! D& B$ K/ Y9 C }
主要由以下几部分模块:# Y, V+ b( w/ q
1.1电池充电模块
( u, i0 a" W$ M5 s0 ?在电池的检测过程中需要对电池进行多次充$ B9 l$ m" s5 ?, ?
电,采用由分立元件构成电池的充电电路.电池的充
+ Q% @2 }* M/ X/ X- ~电需要一个恒流源,图2所示充电电路中由运算放
5 G9 q* e) n$ M- i大器玑、三极管仉、Q。共同构成一个恒流源.电路% J; x6 Z4 M+ i; o, b# y( r; W3 n
正常工作时,CPU通过监测尺,的电压来计算充电电% [% i7 s/ [+ h3 Q- h% U
流的大小,并通过调整D/A输出来调节充电电流大' J0 U! N8 K, X5 U+ w/ i
小.当尺。电压低于设定值时,CPU通过计算增加D/* s1 k+ ?& }. V* _; T/ _
A输出值,以抬高比较器同相端电压,这样就可增加/ q- C6 ?/ P. f' y+ ]
比较器的输出,比较器输出增大后,Q:的导通开度
/ p% e% l* ~) J3 G4 T增大,这样既可增加充电电流.当尺,电压高于设定
2 c+ D+ D4 l/ t1 L+ t. p- g值时,CPU减小D/A输出值,降低比较器同相端电
7 q' |1 j) G8 y+ e压以减小比较器输出,得以控制Q:的导通开度降低% X$ k( ?- o# ?, R1 g
电池充电电流.在整个充电过程中,CPU不断地测
! T b c# _5 b5 K2 i量、计算R。电压并调节D/A输出,使电路达到以动
6 d! |' A' l) ^( U0 p3 @. [7 x态的平衡以完成恒流充电过程.$ x% D! E5 ]1 u; m
系统采用结构简单、成本较低的线性式充电法.! e; f0 g) E9 w* m' W4 h
线性式充电法分为3个阶段:# t- o* Y3 U! c
1)预充电阶段.在这个过程中首先要判断电池
4 m- ~) e5 l7 d5 D8 _; E电压是否低于2.5 V,如果电池电压低于2.5 V,此时
7 m2 p. j5 D$ @8 u: ?3 y通常以1/15C。A电流进行预充电,直到电池电压大2 m# u( W3 V' ]7 D' |
于或等于2.5 V.如果对电池进行大电流充电将会对
q" ~6 ^3 u9 p0 i% _3 A/ h9 y电池造成永久损害.% u# s1 i5 p. G/ k- L
2)恒流充电阶段.这个过程中充电电路按照设% [' p% X" r/ c5 h$ d3 w
定模式的电流对电池进行充电,直至电池电压达到
( c) Q. R7 G5 t充电限制电压.& {, O4 f* m5 O; p' Q) y
3)涓流充电阶段.如果电池电压刚达到充电限8 A0 Y9 W; D! ?' M9 ?5 h3 A9 ^
制电压就停止充电的话,电池将会处于欠充饱状态," n. Z. S4 v, U6 J
此时应继续对电池进行一段时间的涓流充电,使电
" S, ^/ e8 I8 ]池达到最佳状态⋯.在这个过程中CPU通过监测电
) w2 N: I/ d1 g+ F* _6 U" ~; E池端电压,当端电压高于充电限制电压时,降低充电
* ^# ^! d7 `+ }( Y" C电流,使电池电压保持或略低于充电限制电压.当充7 `1 M; L& M4 b' a
电电流逐渐下降到低于0.1C,A或充电时间到时,充7 [" {1 k* h- ^7 D U' k$ u
/ W- e7 F( |! q% |0 I# F附件下载: 1 V' ?. R. M, r+ {
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