充电器设计方案

充电器设计方案2009.10.28第一章、硬件方面的设计范围：1)基于DS2770芯片的脉冲调制充电器、数字可调电源、电池优化仪的设计研发。2)基于DS2438芯片的电池组保护板的设计。3)基于性能稳定、可靠、安全及电磁兼容（3C认证）的设计。4)采用16：9手机用彩屏（内置驱动芯片）为系统显示屏。5)产品用途：IT设备、个人通信设备、射频发射机等。第二章、应用软件的设计范围：软件设计遵循原则：通过系统显示屏展现直观、易操作，易懂、易学的文字和数据，充分、详细的表现产品功能。让用户感觉到菜单式操作的乐趣。在PC机应用程序的操作界面上，以丰富的曲线、图表、数据，更多的功能，使得用户欲探究竟而不解，欲罢手而不甘心。相关设计遵循集成化原则，减少投资预算成本。一、产品驱动程序文件包。二、用户版PC机应用软件（中英文）包含的项目1)实现各类实时数据监控、数据上传，支持可连接至广域网上任何一个IP地址的远程服务站PC机。2)显示界面：产品信息、固件版本、工作状态，电池介质、设定的电流/容量、电池信息、老化估算。3)座标曲线界面：充电器的充电电流/充电电压/输出电量，电池组的充入电流/电压/电量/内阻/温度。4)数值表格界面：内容同上。5)允许上位PC机接管系统单片机的控制程序，即所有控制权交由PC机控制。6)PC机操作界面的项目：系统模式、工作模式、充电方案、电池介质、槽位选择、外接充电/放电、低压激活、充电电流、充电电压。直流电压、直流电流、输出功率、软开关机器。7)针对充电器和电池组产品的在线维护，在得到用户求助的情况下，允许广域网远程服务站PC机接管用户PC机对充电器的控制权（PC机远程点对点）来完成对充电器系统的维护工作。在此其间不影响用户PC机其它操作，允许用户观查操作过程中的项目和进度。允许授权密码的解锁升级、支持语音及写字板和表情图案交流。三、工厂版PC机应用软件（中文）除了具备用户版的条件外，要增加如下功能：远程控制权、查验产品ID号、序列号，实时采集数据、读取航行日志、维修方案、参数设置/修改/请除/存入、数据源对比、故障分析、诊断报告、、维修标记、读写修改充电器和电池组芯片各项参数和EEPROM资料，刷写/还原旧版系统固件程序、数据上传、授权密码解锁及验证、创建本地数据库资料。说明：我们针对不同的用户群，设置了不同级别的授权密码，用于限制产品功能或特权许可，由远程服务站支持。系统菜单的密码按功能主次划分，A类为主机系统模式密码，针对［电池优化］项目而设。B类密码为系统菜单里针对［外厂电池］的子项目而设置的密码保护。C类密码为主机系统菜单里巳经设定默认的密码，允许用户变更密码。四、工厂版服务器应用程序（中文）A)网页设计，提供数据交流、讨论的平台，创建数据库，支持数据维护。B)其它：资料持续提供五、工厂版工程应用程序（中文）应用程序的设计要源于产品售后服务和质量跟踪，对于所有的产品没有重复相同的ID号、序列号、条码，包括充电器菜单里的授权密码，不能有错。各种对应关系应该自动关联、自动标记。用于查找和任意选择，允许数据上传注册。产品在生产制造过程中，均不能离开以下几种程序模块的应用，通过PC机操作如下几项：A)实现对充电器系统单片机驻留程序、U盘主程序和用户应用程序的烧写和工况调试。B)实现对芯片DS2770/DS2438和DS2433/2502各项参数的定义/修改/清除/编写、相关信息的标示。C)实现条码生成、ID号生成、序列号生成及验证和打印。D)实现对充电器控制系统的授权密码、子菜单密码的生成和验证。E)实现对产品原始数据库的创建。第三章、关于硬件加密防盗版的问题1)基于单片机针对PCB板嵌入标签芯片的(密匙)数字ID认证方案。待定，可由设计人提供。2)基于DS2438电池组电量管理芯片的数字ID认证。已确定。3)硬件加密保护的其它方案：第四章、主机系统设计要求一、具备的自动功能1)开机自动数字标签认证，防止盗版行为。2)自动采集电池组数据，自动显示当前的工作状态和参数。3)自动侦测电池组内芯片内异常数据，并显示相关参数。4)充电电流自动非线性上升、自动恒流充电，自动恒压充电。5)自动过流、过压、超温保护、自恢复充电。6)欠压自动涓流予充电、0V电压自动恢复充电。7)自动计算CC值。8)自动温控调节排风扇转数(低噪声)。9)电池组插入使能。自动检测槽位插入电池。10)自动温控充电电流。11)自动电池故障侦测，并显示故障状态。二、具备的声响提示音（柔和音）1)开始充电提示、2)充满提示、3)故障提示、4)保护状态提示、5)按键操作提示音。三、相关的要求1)采用内置开关电源：100V-240VAC输入，50/60赫兹频率。无辅助电源、无高频噪声。2)电源的设计要在可靠、稳定、安全的情况下精减复杂程度。3)将已充满的电池再插入充电槽内，系统自动检测已充满的时间在30秒以内。4)在系统菜单提供测试对比界面(PCB板跳线设置)通过充电输出端DS2770与电池组充电输入端DS2438相关工作参数的对比观察。输出=输入，放电容量要与充电的容量相符合。5)PCB板有各项参数测试端点和桥口。6)对长期存放或是长期小电流放电的电池，能自动准确快速判断并充电。7)内部已短路的电池插入时，自动拒充。8)电池极性反接时，自动保护，移去后自动回到待机状态。9)充电时，人为碰触电池造成的短时开路或触片电阻值的变化，不影响充电。10)充许在充电过程中取出电池。11)可选择显示中文、英文。12)电池反接保护。13)在生产过程中可自动校准元件误差对测量带来的误差。14)单面阻燃PCB板帖片设计，降低制造成本。15)采用NEC或Motorola单片机。16)采用进口价廉物美的手机用彩屏为系统显示屏。第五章、充电器系统程序应用方面一、主机系统工作的必要条件1)系统运行程序只有经过对PCB板的数字标签认证后才能工作到下一步，否则系统显示：版权保护2)只有使用默认参数或是已经设置好了各项参数，充电器开机后系统可直接进入充电待机状态。3)主机有3种系统模式，只有操作了［开始］项，才能开始工作。4)允许上位PC机，或网上远程服站PC机软开关机器。二、关于电池组1)与电池组有关设计范围A)电池组保护电路板的设计，使用DS2438芯片。我方提供相关的电池组样品供设计参考。B)充电器系统程序包含电池组数据维护的子程序，使产品用户能够现场维护电池组数据。C)充电器系统程序包含针对第三方厂家电池组数据维护的子程序，我方提供相关的电池样品供设计参考。三、充电槽：(1)系统有2个充电槽，每个槽都有可能插入的是Li-ion、Li-Po、Mi-MH、Ni-Cd电池组，不做任何限制。任何情况下不能为2个电池槽同时充电。(2)充电顺序和系统状态：(A)系统默认A槽优先充电。(B)A槽无电池组时，B槽插入电池，可以开始充电。(C)二槽都已先占满，然后开机。充电顺序是：系统默认A槽优先，充满后接着充B槽的电池组。(D)可以通过操作菜单来控制，选择用哪个槽充电。(E)取出电池组，充电器先是暂停充电，系统保留当前数据3分钟。再次插入电池后，系统继续充电，并累计电量。若超过3分钟后未检测到有电池插入时，系统回到待机状态。(F)开机后，任一充电槽插入电池组后，要立即显示该槽电池组相关的数据。(3)充电槽的输出电压充电槽输出的电压是由电池保板的饱和压降而决定的，下列参数为暂定值，待设计方收到我方提供的电池保护板，经测试后再另行修改。(A)槽A默认8.20V。可手动调节电压值，范围03.00-12.00V。电流值默认650mA，可手动调节，范围10-2000mA。(B)槽B默认9.60V，可手动调节电压值，范围1.20-12.00V。电流值默认1000mA，可手动调节，范围10-2000mA。四、外接输出插口外接输出插口有3个工作模式。1)充电器模式。由操作菜单控制是否输出充电，有LED灯指示。输出的充电电压默认值8.20V，可手动调节，范围1.20-13.80V。电流值默认650mA，可手动调节，范围5.0-3000mA。2)充电器模式下的放电端子，即放电模式。因为有的特殊电池组充电端子串联了阻流的单向二极管，只能在电池负载端子上连接本系统外接插口，才能担当循环充电和放电任务，需外加附件支持。3)数字电源模式。省略，后述。五、USB插口用于PC上位机在线实时访问充电器系统，收集各通道电池充电全部数据，计算并实时显示。第六章、采集数据源的要求由于指定了系统采用DS2770充电芯片，对于内置了电量计DS2438芯片的电池组，存在有2条数据采集源，因此采集数据要规定顺序。1)槽内充电时，插入的电池组内置了电量计芯片时，规定采集的数据是电池组芯片所提供的数据。2)外部充电时，或插入的电池组不含电量计的芯片，规定采用充电器内DS2770芯片提供的数据。3)上位PC机数据源采集或上传服务器的数据源，规定两者的数据都要采集并能上传至服务器，即充电器系统数据+电池组数据。第七章、各种参数值的测量精度一、充电器模式下各种参数的测量精度1)充电电压的测量精度为0.001V。2)充电电流测量精度为0.01mA。3)输出的电量计测量误差，小于0.0001mAh.4)时钟误差：二、数字电源模式下各种参数的测量精度同上三、电池优化仪模式下各种参数的测量精度同上第八章、三种系统模式下要显示的各类项目名称一、充电器模式下要显示的项目：由设计人根据下例名目提供树形分解方框图、我方修改后再确认。A)充电系统方面：［系统模式］［工作模式］［槽位选择］［电池介质］［充电限流］［额定容量］［放电端口］［恒压充电］［恒流充电］［芯片唤醒］［电芯激活］［循环充放］［温控状态］［充电时间］［报警状态］［背景选择］［电池内阻］［输入密码］［开始］［暂停］［退出］上述所有的项目均有默认值（状态），也可手动设置。可显示系统温度保护状态下的最大充电电流值，允许手动调节降低充电电流值。B)电池组方面：［剩余电量］［充电电量］［电池电压］［充电电流］［电池温度］［逝去时间］［老化估算］C)外接充电状态下显示屏要显示的项目：［系统模式］［工作模式］［电池介质］［额定容量］［充电电流限制］［恒压CV］［恒流CC］［充电电量］［充电电流］［充电时间］［电池温度］二、直流数字电源模式下要显示的项目和数据1）参数指标：A)输出电压：0-18V、步进可调、最小步距0.01VB)输出电流：0-3.0AC)精度，静态误差：纹波：D)在0.0001-2GMhz频段/40dbm强电波辐射，及电源线连接射频发射机测试环境下，数显抖动电压小于0.01V。数显抖动电流小于1mA。2）工作模式A)恒压源CV（默认）B)恒流源CC3）显示的项目和数据A)默认输出电压7.50V、可手动调节，范围0.0-18.00V，测量分辨率0.005V，B)默认输出电流1.50A，可手动调节，范围0.0-3000mA，测量分辨率0.10mA，C)显示输出功率：单位：W，范围0-100W三、电池优化模式我方提供一台电池优化仪，在不大规模增加PCB板面积的情况下，模仿这台仪器的功能。第九章、数值显示格式的要求1)电压：00.000V。2)电量：0000mAh。3)电流：0000mA，4)温度00.0。5)时间00:00。第十章、系统主机面板按键和光标的操作规则：一、按键规则：1)Ent键功能：确定、自动保存。2)上下、左右方向键，移动光标上下左右运动，停留在某一位置即可为该位置的参数或项目是可选择的。3)Esc键，当光标位置处在或移动到某选择项目时，按下Esc键是指示系统返回到该项目对应的上一层菜单。当光标位置处在“返回”项目框时，按Esc键，可直接返回上层菜单。按下确定键Ent后自动移到下一项目。二、菜单文字和光标显示规则A)文字常规显示状态：背景透光、字符笔划不透光。B)文字反显状态：字符笔划透光，背景不透光。C)系统菜单所有默认值的字符笔划均为反显状态。一旦手动操作设置后，翻转成常规显示状态。D)光标闪烁，占用一个字的点阵区域，光标移动到任何位置，所在位置的字符要翻转显示并闪烁，不关