基于單片機的鋰離子電池充電器設計

2021-04-26 ryder

摘要：本論文首先分解了鋰離子電池的主要特點，并在此基礎上提出了基于單片機控制的鋰離子電池智能充電器設計方案。此設計實現的是單節鋰離子電池充電，因此選用了AT89C52單片機配合MAX1898充電管理芯片及適當的配套元件，進行硬件電路設計，使所設計的充電器具有智能控制的特點，能依據不同鋰離子電池的電參數自動確定相應的充電控制規律，自動測試、充電、斷電、報警等。

1引言

隨著微電子技術的快速發展，使得各種各樣的電子產品不斷的涌現，并朝著便攜和小型輕量化的趨勢發展，為了能夠更加有效地使用這些電子產品，可充電電池得到快速的發展。常見的可充電電池組括鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池和聚合物電池等。其中，鋰離子電池以其高的能量密度、穩定的放電特性、無記憶效響應使用壽命長等優勢得到廣泛的使用。目前絕大多數的手機、數碼相機等均使用鋰離子電池。電池的使用壽命和單次循環使用時間與充電器維護過程和使用情況密切相關。一部好的充電器不但能在短時間內將電量充分，而且還可以對電池起到一定的維護作用，修復由于使用不當而造成的記憶效應，即電池活性衰退現象。

2鋰離子電池的主要特點

1）高能量密度，鋰電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半，體積是鎳鎘的40%~50%，鎳氫的20%~30%.因此，鋰離子電池具有更高的重量能量比、體積能量比。

2）高電壓，單節鋰離子電池電壓均勻為3.6V，等于三只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓。

3）自放電小，可長時間存放。

4）無記憶效應，鋰離子電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應，所以鋰離子電池充電前無須放電。

5）壽命長，正常工作條件下，鋰離子電池充放電循環次數遠大于500次。

6）多個鋰離子電池可以隨意并聯使用。

7）無污染，由于鋰離子電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對環境無污染。

8）快速充電，使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器，可使鋰離子電池在1-2小時內得到滿充。鋰離子電池與其他可充電電池相比，其價格相對較高。但是隨著技術的發展，鋰離子電池的性價比越來越高，目前已廣泛使用在各類便攜式移動設備上。

3鋰離子電池充電器的硬件設計方案

3.1系統結構框圖

系統硬件電路由單片機電路、電壓轉換及光耦合隔離電路、充電控制電路三部分組成。通過單片機的控制實現預充、快充、滿充、斷電、報警等充電過程。