由于石油危急和日益严重的环境污染，电动汽车发展已经是大势所趋。蓄电池为电动汽车供应动力，而蓄电池充电性能直接影响蓄电池的利用和寿命，蓄电池一样平常分为蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。由于蓄电池种类繁多且容量不一，不同种类和容量的蓄电池每每要不同的充电器匹配，如果蓄电池的充电器匹配不好会涌现过充过热等不屈安征象，从而影响蓄电池的正常利用并缩短蓄电池寿命。因此，设计一款基于单片机掌握的能为各种蓄电池充电的多功能充电系统是十分必要的。多功能充电系统能快速稳定地为不同类型和不同容量的蓄电池充电，我们在软件上针对不同类型的蓄电池设计了相应的充电方法，使每种蓄电池都能在最佳充电方法下充电。关于不同容量的蓄电池，在选择好充电方法时只要设定充电参数即可快速稳定地为蓄电池充电。
1硬件电路设计
本系统采取移相全桥软开关电路，即将Boost电路与全桥变换器合成一起组成单级pFC电路，该电路构造大略、效率高，可以实现对输入电流的整定，又可以事情在较大功率场合，发挥了全桥电路的上风。
系统主要由充电主电路和充电掌握回路组成，图1为多功能充电系统硬件事理图。
1.1系统事情事理
本设计采取了开关电源技能，最大功率为3500W，先将220V单相工频互换电，经4个二极管组成全桥电路进行整流，再经由大电容滤波得到300V旁边的直流电，此时直流电中纹波较大。直流电通过由4个绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的全桥逆变器，得到电压可调的高频互换电，经高频变压器耦合到副边，再经全桥整流，末了经电感电容滤波得到纹波很小的直流电为蓄电池充电。多功能充电系统能为不同类型的蓄电池及容量不同的蓄电池充电，其充电过程中的充电电压、电流利过单片机实时掌握，全体充电系统为反馈掌握系统，单片机通过实时检测充电过程中的电流、电压及温度监测全体充电过程，有效地防止了充电过程中过流、过压及过热征象，使充电过程安全稳定地进行。
逆变桥前的空气开关是为了防止电路中涌现短路或大电流破坏蓄电池或电子器件。单片机通过检测充电电流、电压及温度与充电前的设定值进行比较，掌握输出4路pWM波到4个IGBT的栅极，从而掌握其集电极到发射极电流利断韶光，达到掌握输出电压的目的。
由于IGBT需隔离驱动，本设计选用了三菱公司IBGT专用驱动芯片M57962L，图2是其运用电路。
由于选用了4只IGBT组成全桥逆变器，每个IGBT要一个M57962L芯片驱动，而每个M57662L芯片要3个电压等级即15V、l0V、5v为其供电，个中5v电压同时为MC9S12XS128单片机供电，本文设计了一款功率为50W的变压器，为单片机及4个M57962L芯片供电，其次级绕组输出3组电压，经整流滤波稳压后，得到上述所需的3个电压。
1.2充电掌握回路
选用飞思卡尔MC9S12XS128单片机作为掌握核心进行数据采集和掌握，其内部数据存储器8KB、程序存储器128KB，2个SCI、1个SpI、1个IIC、1个CAN、16路A/D、8路pWM、8路ECT模块，其事情频率为80MHz，运算速率快，处理能力大大提高。该芯片集成了l6路l2位高精度的A/D转换器，能直接对蓄电池的充电电压、电流及温度进行检测，8路pWM可直接输出到M57962L芯片掌握IGBT的通断，简化了单片机外围电路的设计。[page]
1.2.1电压检测
本系统选用电阻分压式构造，并联在充电电路中监测电压旗子暗记，电压旗子暗记从pAD0口经单片机自带A/D转换器传至单片机进行处理，这种构造能根据表面的实际电压自动选用相应的量程检测电压，使电压越小时，检测到的电压精度越高，有助于更精确地掌握充电过程中的充电电压的变革。
1.2.2电流检测
本系统选用霍尔式电流传感器检测充电电流旗子暗记，并将检测到的电流旗子暗记经由一定的换算处理从pAD1口经单片机自带的A/D转换器传至单片机进行处理，该传感器精度高，能精确的检测到充电电流0.1A的变革。
1.2.3温度检测
本系统选用热敏电阻检测充电过程中电池温度旗子暗记，实际运用时将热敏电阻贴在电池上检测电池温度，该热敏电阻能准确检测到充电过程中电池温度的变革量，温度旗子暗记经pAD2口传至单片机进行处理，防止充电过程中电池过热，使充电过程能平稳、安全的进行。
1.2.4液晶显示模块
本系统选用带中笔墨库的12864液晶屏，液晶屏模块与单片机的pA、pB口相连。
能实时显示充电过程中的充电电压、充电电流以及电池的端电压和温度，并在空闲时能显示日历、4路pWM波的占空比等。
1.2.5按键输入
选用4x4矩阵键盘。通过按键可切换到蓄电池充电方法选择、充电参数设定、日历调度、4路pWM波的占空比显示及充电电压、充电电流、电池的端电压和温度显示等界面。
1.2.6pWM输出
pWM的输出频率由一个按时器/计数器设定的高频互换电交变周期决定，本系统pWM波形选用左对齐的办法，每路pWM的占空比：[(pWMpERx—pWMDTYx)/pWMpERx]×100%，个中pWMpERx表示pWM通道寄存器，pWMDTYx表示pWM通道占空比寄存器。
2软件设计
多功能充电系统的系统软件用C措辞编写，经由汇编、仿真调试写入单片机的内部程序存储器中，实现系统软件的构造层次化、功能模块化，软件的可读性、可掩护性和可扩展性强。
多功能充电系统针对不同类型的蓄电池，设计了相应的充电方法，软件主要由初始化、充电前电池好坏检测、充电阶段和充电保护等部分组成。
本系统主要运用磷酸铁锂进行试验，其充电阶段由小电流充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段3部分组成，其程序流程图如图3所示。
充电阶段：电池检测程序完成后，开始对电池进行小电流充电，充电速率约为1/5C旁边;当小电流充电至电池电压达到参考值时，系统进入恒流充电阶段，此阶段为蓄电池的快速充电阶段，充电速率为1-2C;当充电电压达到设定的电池的最大充电电压时，系统进入恒压充电阶段，随着电池电压逐渐上升，充电电流逐渐减小;当充电电流减d,N设定参考值时，系统判断蓄电池充足停滞充电。[page]
充电保护部分：充电过程中不断监测电池电压是否超过安全值、温度或温度变革率是否达到限定值，如有上述情形立即终止充电。检测电池电压是为了防止锂离子电池和蓄电池过充，检测温度和温度变革率是否达到限定值，是为了防止镍氢和镍镉电池过充。
上述充电阶段是针对锂离子电池设计的，实际中主要用磷酸铁锂离子电池组进行实验，关于其它类型蓄电池，在软件上设定了相应的充电方法：蓄电池充电阶段同锂离子电池，即先小电流预充，再恒流充电、末了恒压充电，当恒压充电电流小到一定程度时，系统判断电池充足并停滞充电;镍镉电池，先小电流预充，再快速恒流充电，当检测到电池电压第一次低落时，系统判断电池充足并停滞充电;镍氢电池，先小电流预充，再快速恒流充电，当电池电压涌现零上升时，判断电池充足并停滞充电。
蓄电池和锂离子电池自放电率低，电池充满后可直接停滞充电，镍氢和镍镉电自放电率高，如夜间无人看守充电时，可在电池充足后采取涓流充电办法给电池补充电荷，使蓄电池保持充足电状态。
3结语
实验结果表明，所设计的多功能充电系统能正常事情，输出的直流电压平稳、纹波小，充电过程掌握精度高，能快速稳定地为各种蓄电池充电，并在蓄电池充满电后及时停滞充电，有实际运用推广代价。
