近幾年隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的擴(kuò)大，交通越來越擁擠，機(jī)動車燃油所排放的尾氣也成為造成大氣污染的主要原因之一。而電動自行車因其輕巧、安全、省力并有益于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，成為理想的交通工具。

目前電動自行車所用的電池的鉛酸蓄電池是目前世界上廣泛使用的一種化學(xué)電源，該產(chǎn)品由于具有良好的可逆性，電壓特性平穩(wěn)，使用壽命長，適用范圍廣，原材料豐富及造價低廉等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的使用。但是由于普通的蓄電池充電方法不合理，其壽命大大縮短。現(xiàn)在很多普通的蓄電池使用壽命只有3～5年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計指標(biāo)10～15年的要求。研究發(fā)現(xiàn)：電池充電過程對電池壽命影響較大，也就是說，絕大多數(shù)的電池不是用壞的，而是充壞的。由此可見，一個性能良好的充電器對電池的使用壽命具有舉足輕重的作用，同時也降低了電動自行車用戶的經(jīng)濟(jì)投入。

由于單片機(jī)具有良好的控制功能，并且價格低廉，在鉛酸蓄電池的設(shè)計中應(yīng)用單片機(jī)作為控制元件可實(shí)現(xiàn)對蓄電池充電過程的智能控制，使其達(dá)到最佳的充電效果。

1充電器的電路結(jié)構(gòu)

充電器的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中市電接入電路、高頻變換電路、3842穩(wěn)壓電路和次級整流濾波電路4部分構(gòu)成了高頻開關(guān)充電電源。單片機(jī)控制電路、采樣電路和充電輸出電路組成輸出控制電路。

1.1高頻開關(guān)充電電源

市電接入電路通過RS508型單相橋式集成整流電路將220V的交流電轉(zhuǎn)換為300V的直流電。高頻變換電路主要由高頻變壓器T和MOSFET管組成，本文采用的是單端反激式電路。單端反激變換器很重要的特色就是變壓器充當(dāng)了電感，即在原邊開關(guān)(MOSFET管)導(dǎo)通時變壓器儲能，開關(guān)截止時變壓器將能量釋放到副邊。高頻變壓器T有3個副邊繞組和1個反饋繞組。副邊繞組1的輸出為光藕(TLp250)提供15V電源，副邊繞組2的輸出為單片機(jī)提供5V電源，副邊繞組3的輸出構(gòu)成充電主回路，反饋繞組的輸出則為3842提供電源。而3842就是通過調(diào)整輸出pWM波形的脈寬，從而調(diào)整MOSFET管導(dǎo)通和截止的時間對高頻變換電路的輸出進(jìn)行穩(wěn)壓的。充電主回路經(jīng)過LC-π型濾波后輸出很純凈的直流。

1.2pIC16C73B單片機(jī)的控制策略

pIC16C73B是充電電路中的控制部件，他主要用來實(shí)現(xiàn)充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換、溫度補(bǔ)償?shù)目刂啤⑼３淇刂坪洼敵鲵?qū)動波形。他是Microchip公司生產(chǎn)的一款基于EpROM的8位高性能微控制器。與其他價格相當(dāng)?shù)奈⒖刂破飨啾龋趫?zhí)行速度和代碼壓縮方面都有很大的改進(jìn)。由于隨時可以買到需要的OpT(一次性編程)產(chǎn)品，因而縮短了利用pIC16C73進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的周期。pIC16C73微控制器所具有的優(yōu)越性能主要?dú)w功于他的精簡指令集(RISC)和所采用的哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，他可運(yùn)用兩級流水線指令進(jìn)行取數(shù)和執(zhí)行，除了跳轉(zhuǎn)指令需要2個周期外，其余所有的指令都可在單周期內(nèi)執(zhí)行。

1.2.1狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制

當(dāng)電池進(jìn)行充電時，電池電壓采樣電路立刻對電池的端電壓進(jìn)行循環(huán)的掃描，將采樣得到的端電壓信號送人到pIC16C73B的一路AD口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，單片機(jī)根據(jù)電池當(dāng)前的狀態(tài)決定采用何種方式對電池充電。控制過程框圖如圖2所示。

1.2.2溫度補(bǔ)償?shù)目刂?/strong>