鉴于市场上镍镉电池和锂电池共存的局势，本文规划的充电器能够对这两种电池进行充电，对镍镉电池组选用脉冲充电方法，对锂电池组选用恒流充电方法，这是根据电池的不同机理而规划的，实在做到了一机两用，此为该充电器的立异点，也是规划的难点。充电器的宽屏LCD能够一起显现4组充电器的充电状况，也可独自显现一组充电器上电池的各项参数，做到了对电池充电进程的实时监测。
1 体系全体规划
体系规划方针是：
1.可一起对4组8.4V的锂离子电池或9.2V的镍镉电池进行充放电。
2.可与电池组中的芯片通讯，判别电池的化学性质。
3.关于不同化学性质的电池，将选用相应的充电方法。
4.可与电池组中的芯片通讯，得到该电池组的电压、充电电流、容量等参数。
5.充电器带有LCD,可显现电池的各项数据。
该充电器的功用框图如图1所示。
图1体系整体规划的结构图
2 体系硬件规划
2.1总控单元的规划与完成
总控单元是由微操控器PIC16F873和键盘操控芯片ZLG7289A构成的。首要任务是担任与各个充电单元通讯，并处理用户输入与LCD显现信息。键盘操控芯片在这儿担任6个按键和12个LED的操控。
ZLG7289A与微操控器之间经过SPI总线进行双向通讯。主控单元每秒查询一次各个充电单元，获取当时充电单元的信息，如有无电池、电池性质、电池电压等。之后由LCD模块向用户显现。
2.2充电单元的规划与完成
TP8002锂离子电池
充电操控芯片
TP8002是一款高效独立开关形式锂离子电池充电操控器。该操控器有4.2V和8.4V两个版别。
TP8002-8.4具有500kHz开关频率，是高效电流形式的PWM操控器。经过驱动一个外部P沟道MOSFET,它能够供给4A的充电电流，而功率可高达90%.输出电压设置为8.4V,终究起浮电压并具1%的精度，而充电准确度为5%.此外，该器材可在9V~22V范围内的多种墙上适配器上运转。与迟滞拓扑结构充电器比较，TP8002-8.4的快速运转频率与电流形式架构使之能够运用小型电感器和%&&&&&%器。
2.3锂离子/镍镉电池两用
充电单元的整体规划
早年面临TP8002的剖析可知，该芯片是针对锂离子电池的充电操控器，要完成对镍镉电池充电需求处理以下问题：首要，TP8002对电池电压进行监测，确保电池电压不超越8.4V.但关于镍镉电池组，充电截止电压能够到达9.2V.其次，镍镉电池充电行将结束时，需求对电池进行以正常电流30%和 10% 的涓流充电。所以，第二个需求处理的问题是怎么操控恒流充电的电流巨细。此外，对镍镉电池充电应运用脉冲充电方法。即以1s为周期，95%的时刻用来充电，1%的时刻用来放电，其他时刻不充电也不放电。最终，怎么判别某一个电池是锂离子电池仍是镍镉电池，因为若把锂离子电池误判为镍镉电池，会使充电电压高于8.4V,这对锂离子电池是非常风险的，而将镍镉电池误判为锂离子电池，则或许形成电池充电缺乏。因而，有必要确保极低的误判率。
本部分根据TP8002的作业原理，规划了既能够对锂离子电池进行恒流-恒压充电，又能够对镍镉电池进行脉冲式充电的电路。充电单元的整体功用框图如图2 所示。其间，信号调度电路使充电器既能够对8.4V的锂电池充电，又能够对9.2V的镍镉电池充电，一起也起到操控充电电流巨细的效果。
图2充电单元的整体功用框图
运用微操控器操控TP8002的作业状况，合作放电电路使充电器能够对镍镉电池进行脉冲方法充电。
微操控器经过必定的通讯协议(HDQ16)与智能电池通讯，确认其容量、化学性质等要害参数。
2.5信号调度电路的规划
为了使TP8002可对高于8.4V的电池进行恒流充电，并可调度充电电流，在TP8002的BAT和SENSE端与采样电阻之间参加一级信号调度电路。该电路的首要功用是对采样电阻两头的信号进行运算，针对不同化学性质的电池，将相应的信号送给TP8002.该信号调度电路如图3所示。
图3信号调度电路的功用图
这儿界说采样电阻两头的电压值是VBAT和Vsense,那么充电电流在采样电阻上的压降VRS为：VRS=Vsense-VBAT,该信号为减法器的输出。设乘法器的乘系数为K,那么乘法器的输出为KVRS.关于锂子电池，二选一开关将选通电池电压VBAT;关于镍镉电池，二选一开关将选通7V 稳定电压。这儿设二选一模仿开关的输出为V1,那么加法器的输出Vs应为：Vs=KVRS+V1,这样一来，送到TP8002的BAT和SENSE两头的电压之差应为KVRS.只需正确操控K值，就能够使充电电流为正常充电电流的1/K.因而，能够经过二选一开关操控电流为恒流充电时的10%或30%.
关于TP8002的BAT端输入值，当开关选通锂离子电池时，BAT的输入便是电池电压。此刻，TP8002能够操控整个锂离子的充电进程。不需任何外界的干涉。
当开关选通了7V稳定电压后，BAT端的输入稳定为7V,此刻，TP8002无法知道电池的实在电压，只以为电池电压为7V.所以，虽然电池电压高于 8.4V,仍会以稳定电流对电池进行充电。在这种情况下，需求微操控器的干涉，不然，会形成电池的过充。因为微操控器内部带有ADC,能够监测电池电压的改动。当电池电压到达指定值时，减小充电电流，直至电池充溢。这样就能够对9.2V的镍镉电池进行充电了。
2.5脉冲充放电电路的规划
因为TP8002是恒流充电操控芯片，因而，有必要运用微操控器操控其充电使能引脚COMP.当需求TP8002输出充电脉冲时，使操控COMP引脚的端口变为高阻态，使COMP引脚自行升至360mV以上时，便有充电电流输出。放电时，有必要将COMP引脚拉低，使TP8002关断充电电流。之后，再打开放电电路。微操控器选用P%&&&&&%16F873,它是一款根据Flash的8位微操控器。内部有定时器、看门狗电路、10位ADC等模块。微操控器以1s为周期对镍镉电池进行脉冲充放电。
3 体系软件规划
充电单元中的微操控器首要担任充电进程的操控和与总控板的通讯，体系软件规划程序流程如图4所示。充电单元首要判别是否有电池，假如有电池放入，则判别充放电状况，默许是充电状况，该状况可由总控单元改动。若充电单元处于充电状况，则持续判别电池的化学性质，针对不同的电池选用不同的充电方法。若处于放电状况，则对电池组进行放电，直到电池电压低于阈值电压后，转为充电状况。
图4充电单元主程序流程图
除主程序外，总控单元与充电单元的通讯是在中止服务程序中完成的。当充电单元收到总控单元的指令后，进入中止。若指令是查询数据指令，则向总控单元发送需求的数据。若是充电状况设置指令，则根据指令设置充电单元的充电状况。
4 通讯协议的完成
经过与电池组中电能计量芯片通讯的方法来判别电池的性质。本体系能够与遵从HDQ16接口协议的智能电池组进行通讯，除了电池组的化学性质外，还能够将电池组的容量、电压、充电电流、编号等数据同时读取，供充电器显现之用。
充电单元能够经过HDQ总线对智能电池进行读操作。HDQ16接口协议是根据指令的协议。一个处理器发送8位指令码给智能电池，这个8位的指令码由两部分组成，7位HDQ16指令码(位0~6)和1位读/写指令。读/写指令指示智能电池存储接下来的16位数据到一个指定的寄存器，或许从指定的寄存器输出 16位数据。在HDQ16里，数据字节(指令)或许字(数据)的最不重要的位会优先传输。
一个块的传输包含三个不同的部分。榜首部分经由主机或许智能电池把HDQ16引脚置逻辑低状况一个tSTRH:B时刻后开端发送。接下来的部分是实在的数据传输，数据位在tDSU:B时刻距离里是有用的，负鸿沟用来开端通讯。数据位被坚持一个tDH:DV时刻距离，以便答应主机或智能电池采样数据位。
在负鸿沟开端通讯后，最终一部分经过回来给HDQ16引脚一个逻辑高状况，至少坚持tSSU:B时刻距离来中止传输。最终一个逻辑高状况有必要坚持一个tCYCH:B时刻距离，以便有时刻让块传输彻底中止。
假如产生通讯过错(e.g.,tCYCB>250ms)，主机就发送给智能电池一个BREAK信号，让其操控串行接口。当HDQ16引脚在一个时刻距离，或许更长时刻里为逻辑低状况时，智能电池就会侦测BREAK.然后，HDQ16引脚回到其正常预设高逻辑状况一个tBR时刻距离。然后，智能电池就预备从主机那里接纳指令。
5 结语
本方案中介绍的充电体系从技术上很好地处理了上述问题，经过LCD显现屏能够明晰快捷地读出电源的剩下容量、已有充放电次数、充电及放电电流、电池电压、容量计算和电池特性等重要内容，而且经过设定，能够判别电源是否到达作废规范，及时提示操作者更新电源。经验证，本方案具有较强的实用性。
