普通电动车充电器加装智能定时器

　　电动自行车作为低成本便捷的交通工具已走进了千家万户，但给电动车充电不当造成电瓶损坏是广大用户经常遇到的问题。电瓶充电进程与容量大小和匹配程度、环境温度等有直接关系，目前市面上普通电动车充电器出于竞争、降低成本的考虑，往往设计简单、功能单一，有的充电器甚至设计很不完善，而用户充电时无法根据电瓶的实际状况掌握合理的充电时机和时间，往往仅凭直观感觉，充电的随意性很大，这样由于充电器设计和用户选配、使用不当，常常造成电瓶过充电而降低寿命或损坏；并且有的电瓶存在自身漏电较大，即便是三段式充电器也会长期处于较大电流充电状态，并导致电瓶发热鼓包从而加速电瓶的损坏。虽然市面上已有定时插座或定时开关可用于定时，但这些定时器都不具备智能性，并且要么容易损坏，要么成本较高。

　　鉴于上述状况，本文在技术成熟的普通三段式充电器的基础上加装单片机控制智能定时器，根据所检测到的电瓶电量状态智能化设定充电定时时间，定时时间到即切断电源停止充电。由于是在原有充电器的基础上改装，因此可以最大程度的降低用料和成本。

　　普通三段式充电器典型电路

　　目前市面上普通电动车充电器主要有以UC3842为核心和以TL494为核心的两种类型，上图是以UC3842控制芯片为核心的四组蓄电池( 48V)充电器典型电路，本文以此电路为例进行改装，其他电路的改装与此类似。

　　智能定时器硬件电路及原理

　　智能定时器电路原理如下图所示，该电路对原充电器的改装不改变原电路的固有结构和功能，只需在原电路的电源进线上（即图1A处）串接一个微型继电器，并利用蓄电池组（PortC、PortD端口）作为加装智能定时器的电源即可。

　　图中，80C51单片机为定时控制核心，PO口和P2口数据经缓冲器后驱动六位LED进行动态显示，轮流显示蓄电池电压和充电时间。ADC0809与74LS373及P1口等实现蓄电池电压检测转换，选取ADC0809参考基准电压为+5V，因四组蓄电池电压最大值约为59V，为软件设计计算方便起见，不妨设+5V对应待测电压满度值为64V，故图中电压取样电阻R2、R3的取值应为R3/(R2+R3)=5/64。

　　该电路的设计思想和工作原理是：充电器市电电源端线串接继电器常开开关，在充电器未接到电瓶上之前，定时器无电源不工作，常开开关断开保证充电器不工作。充电器接上电瓶之后，定时器得电开始启动，单片机首先检测蓄电池电压，并根据检测到的电压大小自动设置定时时间的长短，同时将检测电压显示出来。随后单片机启动计时时钟，同时将P3．O置位，三极管Tl导通，继电器KJ1工作，常开开关闭合，充电器给蓄电池正常充电。

　　充电期间，单片机实时检测电瓶端电压的大小，并将已计时时间和端电压交替显示。当自动设定的定时时间到，则单片机程序将P3．O清零，T1截止，继电器不工作，常开触点断开，充电器因与市电断开而停止向电瓶充电。在硬件设计中考虑到尽量减少不必要的元器件开销和降低成本，智能定时器由蓄电池通过7805降压稳压后供电，该部分电路本身耗电很小，停止充电后也不会对电瓶的电量有显着影响。

　　智能定时器程序设计

　　根据上述设计思想智能定时器程序设计主要包括启动过程及电瓶端电压显示模块、电子时钟显示模块、定时器O中断服务程序、A/D转换中断（外部中断1）服务程序等，软件主流程图如下图所示，

定时器0中断服务程序、外部中断1服务程序的流程图分别如下图所示。程序中有两处关键：

　　标度换算ND转换后得到的原始电压数据需要进行标度换算，先换算成十六进制实际电压数据，再进行BCD码调整，最后送显示程序查表显示。设Ur为A/D转换直接得到的待测电压八位二进制数字量，则待测电压实际值UB=DT．64/255一DT／4，编程时只需将UT右移2位，即得实际电压值的整数部分，左移6位即得小数部分，然后进行BCD调整和显示，最大误差为0.25V。

    程序片段如下：

    MOV A，@DPTR∥读A/D转换后的

数字量

    MOV @R1，A／／存数

    RR A∥取整数部分

    RRA

    ANLA，#3FH／／除以4的整数部分

    ACALL HBCDZS∥调用整数调整

子程序

    MOV 52H，R5 11电池电压个位送

52H

    MOV 51H，R4∥电池电压十位送

51H

　　单字节十六进制数一双字节BCD码调整子程序   在显示程序设计时采用查表方式，定时器O中断服务程序、A/D转换中断服务程序中都涉及如何将单字节十六进制数调整为双字节BCD码以便进行查表显示的问题，其中A/D转换后进行标度换算时还有整数部分调整和小数部分，调整两种不同的情况。

　　单字节十六进制整数一双字节BCD码调整子程序：

 HBCDZS:  MOV B，#100 11分离出

百位，存放在R3中

    DIV AB

    MOV R3．A

    MOVA，#10∥余数继续分离十位和

个位

    XCH A．B

    DIV AB

    MOV R4，A∥十位送R4

    MOV R5，B∥个位送R5

    RET

    单字节十六进制小数一双字节BCD

码调整子程序：

    HBCDXS：  MOV B．#100 11原小数

扩大一百倍

    MUL AB

    RLC A∥余数部分四合五入

    CLR A

    ADDC A．B

    MOV B，#10 11分离出十分位和百分

位

    DIV AB

    MOV R4，A∥十分位送R4

    MOV R5，B∥百分位送R5

    RET

　　本文在普通电动车充电器上加装智能定时器几乎不需对原充电器电路作改动，不仅可以充分利用原电路成熟的DC/DC变换技术（软启动、欠压过压过流保护等），而且适应范围广，可适用于原来任何类型的充电器电路，并且直接从蓄电池取电，不需额外设计电源，所需元器件数量少，成本低。

　　本设计还有另外一个好处，即普通充电器加装本文智能定时器后因充电器1与市电的接通是由单片机程序控制的，因此不必规定充电器与电瓶接插和与市电接插的先后顺序，从而有效避免了普通充电器因不注意接插的先后顺序而可能造成充电器损坏。

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