基于 XP? 的 SLA 電池充電器

本應(yīng)用筆記介紹了 Z8 Encore！基于 XP? 的 SLA（密封鉛酸）電池充電器應(yīng)用程序，它使用微控制器的內(nèi)部時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘。它簡(jiǎn)要介紹了微控制器、工作原理和微控制器的應(yīng)用開發(fā)。

Z8再來一次！XP 4K 系列閃存微控制器

Z8 Encore!? 產(chǎn)品基于新的 eZ8? CPU，并將閃存引入 Zilog 廣泛的 8 位微控制器系列。閃存在線編程功能允許更快的開發(fā)時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)程序更改。eZ8 Encore 的高性能寄存器到寄存器架構(gòu)！MCU 將 20 MHz 內(nèi)核與閃存、線性寄存器 SRAM 和大量片上外設(shè)相結(jié)合。

片上外設(shè)成就了 Z8 Encore！XP MCU 適用于各種應(yīng)用，包括電機(jī)控制、安全系統(tǒng)、家用電器、個(gè)人電子設(shè)備和傳感器。

操作理論

電池充電器的核心是用作穩(wěn)壓電源的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器（也稱為降壓轉(zhuǎn)換器）。充電器硬件能夠以多種模式調(diào)節(jié)充電器輸出，例如恒壓、恒流或具有電流限制的恒壓。充電器本身就是一個(gè)控制系統(tǒng)。電池的類型和容量決定了電池控制器的工作模式——即恒流源或恒壓源。電壓 (VSET) 和電流 (ISET) 設(shè)定點(diǎn)也由電池的類型和容量決定。

使用 PWM 技術(shù)控制參數(shù)、電流和電壓。在PWM技術(shù)中，信號(hào)的頻率保持恒定，而脈沖的寬度或信號(hào)的占空比是變化的。這種變化反映為輸出電壓和/或電流的變化。開關(guān)穩(wěn)壓器通過反饋電路讀取參數(shù)，電池控制器根據(jù)控制算法運(yùn)行。

PWM 輸出是通過將受控參數(shù)的實(shí)際值與相應(yīng)的設(shè)定值進(jìn)行比較而獲得的。在恒壓模式下，轉(zhuǎn)換器電壓與電壓設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較。相比之下，在恒流模式下，將檢測(cè)電阻兩端的充電電流產(chǎn)生的電壓與電流設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較。反饋回路根據(jù)所選的操作模式保持轉(zhuǎn)換器電壓或轉(zhuǎn)換器電流恒定。

使用 Z8 Encore 開發(fā)應(yīng)用程序！微控制器

硬件架構(gòu)

圖 1 電池充電器應(yīng)用框圖

電池充電器應(yīng)用程序使用 Z8 Encore 的端口 B！XP MCU 作為 ADC 輸入。定時(shí)器 1 用于 PWM 模式，輸出在 PC1/定時(shí)器 1 輸出引腳上抽頭。系統(tǒng)時(shí)鐘源自 Z8 Encore 的內(nèi)部精密振蕩器！XP單片機(jī)。ADC 所需的參考電壓由 Z8 Encore 內(nèi)部生成！XP MCU，因此減少了外部組件要求和物料清單 (BOM) 成本。

軟件實(shí)施

所有 Z8 再來一次！XP 外設(shè)從開機(jī)狀態(tài)初始化為所需的操作模式。初始化后，電池參數(shù)被加載到變量中。這些電池參數(shù)在charger.h 頭文件中定義。

安全和終止閾值是根據(jù)電池參數(shù)計(jì)算的。接下來，計(jì)算 DC-DC 降壓（降壓）轉(zhuǎn)換器電壓、電流和電流限制的設(shè)定點(diǎn)。這些一次性計(jì)算完成后，充電器軟件進(jìn)入無限循環(huán)，只有成功完成充電或安全錯(cuò)誤才會(huì)中斷。

測(cè)試

設(shè)置

Z8 Encore 的測(cè)試設(shè)置！基于 XP 的 SLA 電池充電器應(yīng)用如圖 2 所示。

圖 2 電池充電器測(cè)試設(shè)置

測(cè)試設(shè)置包括一個(gè) Z8 Encore！XP Z8F042A開發(fā)板、必須充電的SLA電池、示波器、外接直流電源、DC-DC降壓（buck）轉(zhuǎn)換器。反饋電路由差分放大器或衰減器組成，構(gòu)成測(cè)試設(shè)置的一部分。

外部直流電源為充電器電路提供兩種不同的電壓——DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器和反饋衰減器?；?a target="_blank">運(yùn)算放大器的反饋衰減器電路由 12 V 電源供電。DC-DC 轉(zhuǎn)換器在 8 V 至 12 V 直流輸入上為測(cè)試的電池工作?？刂扑惴ㄌ峁┍匾木€路調(diào)節(jié)以維持輸入端的電壓變化。

編輯：hfy