基于AVR单片机的蓄电池修复系统的制作方法

本实用新型涉及蓄电池修复技术领域，具体涉及基于AVR单片机的蓄电池修复系统。

背景技术：

随着我国经济的快速发展和环保政策的实施，近年来具有灵活、环保、经济等优点的无烟交通工具大量普及，作为动力源的蓄电池的消耗量呈现逐年增长的趋势。但是，由于充电方式不当，蓄电池经常性的过充电或欠充电，导致铅蓄电池内部电解液失水，以及发生硫酸盐化，造成蓄电池使用量下降，蓄电池失去了应有的供电能力。

目前在对各种快速充电发进行研究，方法之一就是脉冲充电法，“充-停- 放-停”的循环方式与消除硫化的传统方法“反复充电法”十分相似，有利于消除蓄电池的硫化。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种基于AVR单片机的蓄电池修复系统，有利于消除蓄电池的硫化。

本实用新型提供的一种基于AVR单片机的蓄电池修复系统，包括AVR单片机和被修复的电池，以及与AVR单片机相连接的电源管理模块、温度传感器、电流电压采集电路、充电修复电路和串口通信模块；电流电压采集电路与AVR 单片机之间依顺次还设置有滤波电路和运算放大器；串口通信模块连接有脉冲控制模块，串口通信模块用于向脉冲控制模块发送脉冲频率和脉冲宽度参数，以实现脉冲参数的调节；电流电压采集电路获取被修复的电池的电压和电流，并通过滤波电路处理后，经运算放大器实现模拟信号的传递；运算放大器将模拟信号传入AVR单片机中，AVR单片机将模拟信号转换成数字信号，进行数据的对比；温度传感器采集的温度参数，AVR单片机根据检测的电流和温度调节充电修复电路中的场效应管的占空比来控制蓄电池的充电修复电流。

进一步的，AVR单片机上还连接有放电电路，放电电路外接放电灯来实现蓄电池的放电；AVR单片机上还连接有时钟模块，时钟模块用于设定或读取系统时间，为AVR单片机提供充电或放电状态下的时间参数。

进一步的，电源管理模块包括第一电源部分、第二电源部分和第三电源部分，第一电源部分采用变压器输出双12V交流电压通过整流滤波分别产生一个 15V和一个30V的直流电源；第二电源部分通过三端稳压芯片为单片机提供一个+5V的直流源；第三电源部分通过DC-DC芯片实现电压反转，为运算放大器提供一个-5V的复直流源。

进一步的，AVR单片机上还设置有输入装置，输入装置用于设定参数阈值。

进一步的，AVR单片机上还设置有液晶显示装置。

本实用新型的有益效果：

一种基于AVR单片机的蓄电池修复系统，蓄电池修复系统实时采集监控蓄电池的电压、电流和温度，将采集到的数据传输给AVR单片机，并分别与AVR 单片机中设定的参数阈值相比较：当检测到的电流大于电流阈值时，AVR单片机自动调节减小场效应管的占空比；同时，结合温度进行调节，当检测到的温度高于温度阈值时，AVR单片机自动调节减小场效应管的占空比，以修复电路，避免电池温度持续增高；通过这样的方式有效调节充电电流大小及电池温度，使充电电池不会由于温度过高或电流过大而受到损坏。充电电路采用脉冲充电法，串口通信模块还与PC端相连接，通过PC端调节脉冲频率和脉冲宽度参数，使脉冲频率使其尽可能落在硫酸铅晶体的固有振荡频率附近，与其发生共振，增大震荡幅度使硫酸铅晶体更容易脱落；另外，产生高电压窄脉宽的脉冲，冲击硫酸铅晶体，使晶体可尽可能的细化，充分溶解于硫酸溶液中，利于消除电池硫化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一种基于AVR单片机的蓄电池修复系统的架构图。

图2为本实用新型一种基于AVR单片机的蓄电池修复系统中电源管理模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参阅图1，本实施例提供的一种基于AVR单片机的蓄电池修复系统，包括AVR单片机和被修复的电池，以及与AVR单片机相连接的电源管理模块、温度传感器、电流电压采集电路、充电修复电路和串口通信模块；

电流电压采集电路与AVR单片机之间依顺次还设置有滤波电路和运算放大器；

串口通信模块连接有脉冲控制模块，串口通信模块用于向脉冲控制模块发送脉冲频率和脉冲宽度参数，以实现脉冲参数的调节；电流电压采集电路获取被修复的电池的电压和电流，并通过滤波电路处理后，经运算放大器实现模拟信号的传递；运算放大器将模拟信号传入AVR单片机中，AVR单片机将模拟信号转换成数字信号，进行数据的对比；温度传感器采集的温度参数，AVR单片机根据检测的电流和温度调节充电修复电路中的场效应管的占空比来控制蓄电池的充电修复电流。

工作原理为：蓄电池修复系统实时采集监控蓄电池的电压、电流和温度，将采集到的数据传输给AVR单片机，并分别与AVR单片机中设定的参数阈值相比较：当检测到的电流大于电流阈值时，AVR单片机自动调节减小场效应管的占空比；同时，结合温度进行调节，当检测到的温度高于温度阈值时，AVR单片机自动调节减小场效应管的占空比，以修复电路，避免电池温度持续增高；通过这样的方式有效调节充电电流大小及电池温度，使充电电池不会由于温度过高或电流过大而受到损坏。

充电电路采用脉冲充电法，串口通信模块还与PC端相连接，通过PC端调节脉冲频率和脉冲宽度参数，使脉冲频率使其尽可能落在硫酸铅晶体的固有振荡频率附近，与其发生共振，增大震荡幅度使硫酸铅晶体更容易脱落；另外，产生高电压窄脉宽的脉冲，冲击硫酸铅晶体，使晶体可尽可能的细化，充分溶解于硫酸溶液中。

并根据电池电压信号来判断电池的充放电是否完成：当检测到的电压在电压阈值范围内时，则充放电完成；若检测到的电压高于、或低于电压阈值，则继续充电。

充电修复模式前后，试验中的蓄电池修复系统都需要各启动一次放电测容模式，用于检测蓄电池修复前后的容量，以便分析该系统的修复效率。放电测容模式下，通过外部放电灯来实现蓄电池的放电，在放电过程中，系统不断擦剂放电电流和电压的信息，并根据公式：

P＝∑I*△T

计算出蓄电池在放电到电压为10.8V时的容量。

AVR单片机是单指令周期的单片机，采集速度快，1个时钟/机器周期的设定，速度是普通8051单片机的12倍，性能高。AVR单片机自带10位A/D转换器，8个模拟输入通道，分辨率高，抗干扰能力强。

如图2所示，电源管理模块包括第一电源部分、第二电源部分和第三电源部分，第一电源部分采用变压器输出双12V交流电压通过整流滤波分别产生一个15V和一个30V的直流电源，15V作为三端稳压的电压输入，30V作为充电修复的主电源；第二电源部分通过三端稳压芯片为单片机提供一个+5V的直流源；第三电源部分通过DC-DC芯片实现电压反转，为运算放大器提供一个-5V的复直流源。

AVR单片机上还设置有输入装置，输入装置用于设定参数阈值。可以通过输入装置调节参数阈值，以调节节场效应管的占空比。

AVR单片机上还设置有液晶显示装置，用以显示蓄电池的电压、电流和温度。

选取4组未完全丧失物流功能的硫化蓄电池作为样品，用蓄电池修复系统分别对4组蓄电池进行修复，通过比较蓄电池修复前后容量以及容量恢复率来验证该修复系统的实用价值，其试验结果如下表所示：

表1蓄电池组试验结果

试验表明，蓄电池容量在前两次修复中恢复最明显，平均恢复率高达75.8％，蓄电池经过4次连续修复后，容量基本恢复至元容量的88％以上，可见该蓄电池修复系统修复效率较高，而且工作稳定、操作简单、成本低、体积小、测量数据精确，修复时间也很短，大大延长了蓄电池的工作寿命，对提高资源的利用率和环境的保护起到积极的作用，具有较高的实用价值和市场推广价值。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。