锂离子电池充电控制器的设计与实现

２ ０ １ ４年 ２月 第３ ５ 卷 第 ２期
计算机 工程与设计
ＣＯＭ Ｐ Ｕ ＴＥＲ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＡＮＤ ＤＥＳ Ｉ ＧＮ
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４ Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． ２
基于 Ｎ ｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ 多核 的 电池充 电控制器设计与实现
陈黄捷 ，马 彦 ，靳伟伟。 ，陈 虹 抖
（ １ ．吉林 大 学 汽 车仿 真与控 制 国家重 点 实验 室 ，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ５ ；
２ ．吉林 大 学 控 制科 学与 工程 系，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ５ ）
摘 要 ：研 究 了现 场 可 编 程 门 阵列 （ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ － ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍａ ｂ ｌ ｅ ｇ ａ ｔ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ，Ｆ Ｐ Ｇ Ａ）Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ 多核 实现 方 法 ，讨 论 了 电池 ＲＣ模 型 和
中图法分类号 ：Ｔ Ｐ ３ ６ 文献标识号 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ０ — ７ ０ ２ ４（ ２ ０ １ ４ ）０ ２ — ０ ４ ６ ７ — ０ ６
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｃ ｏ ｒ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｏ ｒ ｅ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ ＰＧＡ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ＲＣ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｄ Ｐ Ｉ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｍ ｈ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ＦＰ ＧＡ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ．Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ｌ ｉ ｔ ｈ ｉ ｕ ｍ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ’ Ｓ ＲＣ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ’ Ｓ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ 。ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｌ ｙ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ’ Ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ，ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｄ Ｐ Ｉ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｍ ｈ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｉ ｒ ｄ ｌ ｙ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｄ ＰＩ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ — ｒ ｉ ｔ ｍ ｈ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｏ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ，ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ，ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ Ｐ ＧＡ ａ ｎ ｄ ｄ Ｓ ＰＡＣＥ ｒ ｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｄ Ｐ Ｉ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ 一 １ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｗｅ ｌ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ’ Ｓ ｆ ａ ｓ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｆ Ｐ ＧＡ ；Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｏ ｒ ｅ ；ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｍｏ ｄ ｅ １ ；ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ；ｒ ｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ

基于UC3845实现的锂离子动力电池充电单元
 锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池。

锂离子动力电池在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。

大容量锂离子电池已在电动汽车中试用，将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，已经在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。

 电池的充电电源是电动汽车不可缺少的子系统之一，车载式充电电源能够充分发挥锂离子动力电池可随时补充能量的突出优点、克服电动汽车续驶里程短的缺点。

本文对车载式锂离子动力电池充电电源进行介绍，重点研究充电单元控制电路的实现。

 充电电源的总体结构
 为了满足电动汽车动力性的要求，电动汽车要求多个锂离子动力电池单体串联工作。

在充电过程中，既要防止电池单体能量不均和过充的问题，又要满足车载式充电电源在比功率、可靠性等方面的严格要求，综合以上两个方面考虑，本文提出了一种多组式串联的电路总体结构方案，其结构如图1所示。

为了满足充电电源在可靠性方面的性能要求，充电单元的主电路采用电路结构简单、工作可靠性高的单端正激式主拓扑结构。

鋰離子電池智能充電器硬體的設計鋰離子電池具有較高的能量重量和能量體積比，無記憶效應，可重複充電次數多，使用壽命長，價格也越來越低。

一個良好的充電器可使電池具有較長的壽命。

利用C8051F310單片機設計的智能充電器，具有較高的測量精度，可很好的控制充電電流的大小，適時的調整，並可根據充電的狀態判斷充電的時間，及時終止充電，以避免電池的過充。

本文討論使用C8051F310器件設計鋰離子電池充電器的。

利用PWM脈寬調製產生可用軟體控制的充電電源，以適應不同階段的充電電流的要求。

溫度感測器對電池溫度進行監測，並通過AD轉換和相關計算檢測電池充電電壓和電流，以判斷電池到達哪個階段。

使電池具有更長的使用壽命，更有效的充電方法。

設計過程1 充電原理電池的特性唯一地決定其安全性能和充電的效率。

電池的最佳充電方法是由電池的化學成分決定的（鋰離子、鎳氫、鎳鎘還是SLA電池等）。

儘管如此，大多數充電方案都包含下麵的三個階段：● 低電流調節階段● 恒流階段● 恒壓階段/充電終止所有電池都是通過向自身傳輸電能的方法進行充電的，一節電池的最大充電電流取決於電池的額定容量（C）例如，一節容量為1000mAh的電池在充電電流為1000mA時，可以充電1C(電池容量的1倍)也可以用1/50C(20mA)或更低的電流給電池充電。

儘管如此，這只是一個普通的低電流充電方式，不適用於要求短充電時間的快速充電方案。

現在使用的大多數充電器在給電池充電時都是既使用低電流充電方式又使用額定充電電流的方法，即容積充電，低充電電流通常使用在充電的初始階段。

在這一階段，需要將會導致充電過程終止的晶片初期的自熱效應減小到最低程度，容積充電通常用在充電的中級階段，電池的大部分能量都是在這一階段存儲的。

在電池充電的最後階段，通常充電時間的絕大部分都是消耗在這一階段，可以通過監測電流、電壓或兩者的值來決定何時結束充電。

同樣，結束方案依賴於電池的化學特性，例如：大多數鋰離子電池充電器都是將電池電壓保持在恒定值，同時檢測最低電流。

简单的限流开关模式Li +电池充电控制器--------------------------------------------------------------------------概述低成本的MAX1873R/S/T提供所有功能需要对高达4A或以上的 2 - ，3 - 或4 - 系列的锂离子电池进行简单而有效的充电。

它提供调节充电电流和电压，少于±0.75％时，总电压在电池端出现错误。

在降压的DC - DC配置下，外部P沟道MOSFET有效地为电池充电，这是低成本的设计。

MAX1873R/S/T使用两个控制回路调节电池电压和充电电流，一起工作的两个控制回路在电压和电流调节之间顺利转换。

一个额外的控制回路限制电流来自输入端，可以使AC适配器尺寸和成本最小化。

模拟电压还提供其输出正比于充电电流，以便ADC或微控制器可以监控充电电流。

在多化学充电器设计时，MAX1873也可能被用来作一个有效的有限电流源对镍镉或镍氢电池充电。

MAX1873R/S/T采用节省空间的16引脚QSOP封装是可用的。

使用评估板（MAX1873EVKIT），可以帮助减少设计时间。

--------------------------------------------------------------------------应用笔记本电脑便携式网络片2 - ，3 - ，或4节锂离子电池充电器6 - ，9 – 10节镍电池充电器手持式仪表便携式桌面助理（PDA）台式插座充电器----------------------------------------------------------------------选型指南组成部分串联电池充电MAX1873REEE 2节Li+或5 - 或6芯镍电池MAX1873SEEE 3节Li+或7 - 或9芯镍电池MAX1873TEEE 4节Li+10单元镍电池包引脚配置在数据资料的最后。

基于单片机的锂离子电池充电系统设计方案
一、电池充电系统概述
锂离子电池充电系统是一种针对锂离子电池充电的系统，它是利用可
编程控制器或单片机技术的智能化充电系统。

通常，它可以对电池进行分
析测试，检测电池的容量、温度，根据结果调整电流，充电电压等，以保
证电池充电过程的安全性，并可以提高电池的充放电效率，减少电量损耗。

二、电池充电系统基本组件
1.可编程控制器或单片机：主要用于系统的智能控制，可以根据电池
的充电状态进行充电电流和电压等参数的调整，以保证电池的充电安全性。

2.电池充电电路：由电源，半导体三极管控制器，负载和电流传感器
组成。

此充电电路用于提供充电电流和电压，检测电池参数，以确保电池
充电过程的安全性。

3.充电控制芯片：此芯片主要用于对电池状态和参数的监测，根据监
测结果，调整充电电流和电压，以提高充放电效率。

3.电压电流检测电路：可检测电池充电电流和电压，并将检测结果反
馈给可编程控制器或单片机，以实现充电控制。

4.电池温度检测电路：可检测电池内部的温度，以便调整温度，确保
电池的安全性。

三、电池充电系统的基本工作原理。

及 ２～３ 串联 锂 离子 电池 组 。 块 超 便 携Ｐ （ Ｐ ）拥 有 一 个 功 能 强 大 的 处 Ｃ ＵＭ Ｃ 理 器 ，拥 有一 个 具 有 触 摸 功 能 的 ４ 英 寸 的 显 示 ～７
量 至关 重 要 。 电池充 电 电压 越 高 ，电池 容量 也 就越 高 。这 些 便携 设备 因其微 处理 器 功耗 很 低 ，需 要的
电池充 电器 输 出短路 和过 充 电流保 护
对 于 一 些 计 算 应 用 来 说 ，最 为 常 用 的锂 离
子 电池 是 具 有 ２ ０ －６０ Ａ ２ ０２ ０ ｍ ｈ容 量 的 １６ ０锂 离 ８５ 子 电池 。１Ｖ 或 １Ｖ 适 配 器在 ０ ＂ 充 电 率情 况 ２ ９ ．Ｃ ７ 优 先 为 系 统 供 电 ， 以使 其 不 超 出适 配 器 的最 大 功 率 极 限 。在 为 系统 供 电 以后 ，剩 余 功 率用 于对 电
子 （ —ｏ ）电 池 充 电 系 统 比 移 动 电话 中使 用 的 锂 Ｌｉ ｎ Ｉ
携 Ｐ 还拥 有全 球 定 位 系 统 （ Ｐ ） 备 、指 纹 识 Ｃ Ｇ Ｓ设 别 器 、Ｔ Ｖ调 谐 器 以及 存 储 卡 读卡 器 等 。 它 由２ ～３ 块 串联 锂 离 子 电 池 组供 电 。 移 动 互 联 网设 备 （ Ｉ ）是一 种 具 有 多媒 体 功 Ｍ Ｄ 能 的 手 持 式 电脑 ，可 以提 供无 线 网络 访 问 ，具 有
电的 速 度也 就 越 快 。
路 等）时有一个无烟充电系统 。充电器需要有此
净 ． 厂
盅＝ ｉ －。 ！ ． ｉ－ ． 髓 － ．！ ！ ！ ；．！ 竺． ． ！！ ｉ ． ：！ ！ ：
超 出了适配 器 的最大 可用 功率 。 为 了 优 化 系 统 和 电 池 充 电 器 ，我 们 通 过 引

ｒ ＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｎｆ Ｅ Ｉ ＯＲＭＡ］ ０Ｎ １
信 息 技 术
通 用 锂 离 子 电池 充 电器 控 制 系统 的设 计
李 景 民 （ 吉林工 商学院 长春 １ ０ ６ ０ ２） ３
摘
要： 本文介 绍一种 以Ｐｃ ６ ８ ７ 片机 为核 心的智能充 电器， 充电嚣对充 电过程进行 全 面管理 ， Ｉ１ Ｆ ７ 单 该 解决 了充 电检 测和 故障诊断 的关键
＝
特点 。 由于 锂 离 子 的 特 点 使 得 其 对 充 电管
电源 插座 的 工频 ５ ＨＺ， ２ ＶＡＣ的 交流 电 ， ０ ２０
理 芯 片 的 要 求 比 较苛 刻 。 要 求 的 充 电方 经 过 变压 器以 后 ， 为 １ ＶＡＣ， 低于 ｌ 其 变 Ｏ 不 Ａ的
２系统软件设计
应 用 ， 动 了对 锂 离 子 电 池充 电器 的 研 究 。 推
目前一 些 大 的 厂 家 生产 的充 电管 理 芯 片都 １ ２电源 部分 源 与 正 负双 电源 两 种 ， 负 双 电 源 的 供 电 正 具 有 以下 特 点 ： 备 限 流 保护 ， 具 电流 短 路 与 电 源 部 分 需 为 控 制 部 分 提 供 直 流 电 ， 模 式 可 提 供 负 温 度 的 量 测 ； 电 源 模 式 在 单 反 充 保 护 线 路 设 计 ；自动 、 速 充 电 ； 满 其 直 流特 性要 求 不高 ， 快 充 可为 简单 的 脉动 直 流 ２ ℃下 静 默 电流 约 ５ Ａ， 常 省 电 。 ５ ０ 非 电后 自动 关 断 等 等 。 的还 具 有 ＬＥＤ充 电 电 ： 有 需为 单片 机控制 器提 供４ ＶＤＣ～５ ５ ．ＶＤＣ ｌ ｍｖ 。 Ｏ ／ Ｃ×Ｔ Ｃ 。 （） ２ 状 态显 示 ； 低噪 声 ； 拟 微 电 脑控 制 系 统等 的 直 流 电压 ， 大２ ０ 模 最 ５ ｍＡ的直 流 电流 。 自 来

锂离子电池智能充电控制器的研究与设计摘要：本文论述了一种先进的锂离子电池充电控制器设计：在充电前检测电池的电压值，再对电压过低的电池进行涓流充电。

当电池最终浮充电压达到4.2V时，充电过程终止，整个过程由低功耗MCU 进行控制。

在检测到温度升高时，内部的热限制电路将自动减小充电电流。

再结合专用的控制执行和保护电路，实现了锂离子电池充电控制的智能化。

该设计通过了理论分析与实物制作测试，证明了该设计可行、可靠。

关键字：锂电池；充电；保护电路；MCU1 引言便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代，而便携设备的一个重要供电方式是采用电池供电，锂电池是近十几年才发展起来的一种新型电源。

聚合物锂离子电池在电子消费类产品中有广泛的应用，要求设计出一款通用型的锂离子电池充电控制器，能对较大容量的电池（2000mAh以上）进行智能充电。

对锂离子电池的充电特性进行研究，设计出充电控制电路，充电过程以LED指示灯显示。

锂离子电池在各类电子产品中获得了广泛的应用，所以该课题的设计具有较强的实际意义。

具体设计细节指标如下：（1）对锂离子电池的充电特性进行研究；（2）正确设计充电控制电路及保护电路；（3）完成电路原理图设计；（4）完成系统的调试分析。

2 锂离子电池的充电特性和充电方法2.1 锂离子电池充放电特性在电压方面，锂电池电池对充电终止电压的精度要求很高，误差不能超过额定值的1%。

终止电压过高，会影响锂离子电池的寿命，甚至造成过充电现象，对电池造成永久性的损坏;终止电压过低，又会使充电不完全，电池的可使用时问变短。

.图2.2显示了充电终止电压对电池寿命的影响。

可以看到，充电终止电压越高，电池寿命越短，4.2V是充电曲线函数的拐点。

因此，结合充电终止电压对电池容量和电池寿命的影响，一般将充电终止电压设定在4.2V。

2.2锂离子电池充电方法这款充电器采用恒流恒压的充电方案。

在CC/CV充电器中，充电通过恒定电流开始。

新型智能锂离子电池充电控制器LTC4007应用设计作者：黄毅徐锦仁来源：《电子世界》2013年第16期【摘要】可充电锂离子电池充电器在生活中应用广泛，本文介绍了Linear公司推出的新型智能锂离子电池充电控制器LTC4007，该控制器能对多节锂离子电池进行大电流充电控制，且提供状态标示接口，便于外部扩展应用。

实际应用表明，以LTC4007为核心设计的充电电路各项指标均能达到设计需求。

【关键词】LTC4007；锂离子电池；大电流充电1.引言随着高科技的发展，各种电子产品不断走向低功耗、微型化，以便于人们在生活中随身携带使用。

这些产品有一个共同的特点，就是利用电池作为供电电源，比如手机、MP4、便携式测量设备等产品。

电池的种类很多，当前广泛使用的是锂离子电池，这种电池与传统的铅酸和镍镉等电池相比，具有比能量高、自放电小、工作电压高、使用寿命长、污染小等优点，但锂离子电池也有自身的缺点，其对充电电流、电压、温度等都有严格要求，稍不小心，就可能导致电池受损、报废。

本文介绍的LTC4007EGN芯片是Linear公司新推出的一款锂离子电池智能充电控制器，其依据锂离子电池特性定制，具备对三节或四节锂离子电池组进行大电流恒流、恒压、定时充电、过热保护等多种功能，实际应用表明，该控制器能对锂电池组进行大电流充电，同时其小型SSOP24封装特别适合应用于集成度高、电路板空间有限的场合。

2.控制器简介LTC4007封装如图1所示，其具有以下性能特点：（1）对3节或4节锂离子电池组充电；（2）转换效率高达96%；（3）输出最大电流超过4A；（4）充电电压精度可达±0.8%；（5）内置过热保护功能；（6）具备交流适配器电流限制功能；（7）充电电流输出监测；（8）工作状态标示：充电、C/10充电电流、适配器连接、电池低电压、输入电流限制、故障。

LTC4007是一种恒流/恒压的锂离子电池充电控制器，具有同步、准恒定频率、恒定关断时间的PWM控制结构，在使用陶瓷电容的情况下也不会产生听的见的噪声。

自制12.6v锂电池充电器（九款电路原理图详解）12.6V锂电池是由三节4.2V锂电池串联而成，因此12.6v锂电池充电器的电路设计即可适用于锂电池充电器电路原理图。

12.6v锂电池充电器电路原理图（一）本电路带充电状态显示功能，红灯闪正在充，绿灯闪马上要充满，绿灯亮完全充满。

只要您有12V的电源就可以，接完电路后先别装电池，调右下角的可调电阻，使电池输出端为4.2V，再调左下角的可调电阻使LM358第三脚为0.16V就可以了，充电电流为380mA，超快，三个并连的二极管是降压的，防止LM317过热，且LM317须加散热片，图中的三极管可以任意型号。

12.6v锂电池充电器电路原理图（二）如图所示是一种恒流恒压的锂电池充电控制板，图中Q1、R1、W1、TL431组成精密可调稳压电路。

Q2、W2、R2构成可调恒流电路。

Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。

随着被充电锂电池电压逐渐上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降不断减小，最终使Q3截至，LED熄灭，为了保证电池能充足，请在指示灯熄灭后继续充电1～2小时，使用时需要在Q2、Q3装适当大小的散热片。

12.6v锂电池充电器电路原理图（三）充电装置原理电路图所示，最大输出电流为20A，最高充电电压为80V.它可以从0V起进行调节，因此能对各种规格的蓄电池进行充电，还可以对相同规格的蓄电池组或串联蓄电池组进行充电，如最多可对5只串联的12V蓄电池同时进行充电。

对串联蓄电池充电，可缩短连线长度，减少线损，连接方便，因此可大幅度提高工作效率。

从图中可知，变压器T为双基极管V1提供工作电压，双基极管V1及相应外围元件组成一个振荡器，振荡频率可由RP1、RP2控制。

在本电路中，RP1、RP2取值相差较大，所以在实际工作中，RP2可起粗调作用，RP1起细调作用，这对单个电池充电时尤为重要，可避免损坏蓄电池。

由V1产生的振荡脉冲经VD3隔离，触发晶闸管VS，充电电流的大小及电压的高低取决于振荡器的输出脉冲，即由振荡频率决定。

锂离子电池及充电方案详解一、锂离子电池的工作原理正极材料通常是由锂离子化合物（如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等）制成，负极材料通常是石墨。

在充电过程中，锂离子从正极材料中嵌入负极材料中，同时电子从负极流向正极，电池处于充电状态。

在放电过程中，锂离子从负极材料中脱出，返回正极材料，同时电子从正极流向负极，电池处于放电状态。

二、锂离子电池的组成结构1.正极：正极材料通常是由锂离子化合物制成，如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等。

正极材料的选择和优化直接影响到电池的性能和安全性。

2.负极：负极材料通常是石墨，石墨具有良好的电导性和稳定性，能够承受锂离子的嵌入和脱出。

3.电解液：电解液是锂离子在正负极之间传输的介质，通常由有机溶剂和锂盐组成。

有机溶剂可以是碳酸酯、碳酸酯酮等，锂盐通常是锂盐酸酯。

4.隔膜：隔膜用于隔离正负极，防止短路和电池内部反应的发生。

隔膜通常是由聚合物材料制成，如聚乙烯、聚丙烯等。

三、锂离子电池的充电过程1.恒流充电：在恒流充电阶段，充电电流保持不变，直到电池电压达到预设值。

在这个阶段，锂离子从负极材料脱出，在电解液中迁移至正极材料。

2.恒压充电：当电池电压达到预设值后，进入恒压充电阶段。

在这个阶段，充电电压保持不变，直到充电电流降低到一定程度，电池充满。

四、锂离子电池的充电方案锂离子电池的充电方案可以分为锂离子电池是一种常见的可充电电池，它具有高能量密度、长寿命和较低的自放电率等优点，因此被广泛应用于移动设备、电动汽车和储能系统等领域。

在这篇文章中，我们将详细介绍锂离子电池的原理、充电过程和充电方案。

锂离子电池的原理是利用锂离子在正负极之间的迁移来存储和释放电能。

锂离子电池的正极材料通常是钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）或锰酸锂（LiMn2O4），负极材料是石墨。

在充电过程中，锂离子从正极材料中脱嵌，并通过电解质溶液迁移到负极材料中嵌入。

而在放电过程中，则是相反的过程，锂离子从负极材料中脱嵌，并返回到正极材料中嵌入。

3.7v锂电池充放电保护电路摘要：1.引言2.3.7v 锂电池简介3.充放电保护电路的作用4.电路设计原理5.电路元件介绍6.电路制作与调试7.总结正文：【引言】随着科技的发展，锂电池已广泛应用于各种电子设备中。

其中，3.7v 锂电池因其较高的电压和较轻的重量，被大量应用于便携式电子产品。

为了确保锂电池的安全稳定工作，充放电保护电路的设计至关重要。

本文将详细介绍3.7v 锂电池充放电保护电路的相关知识。

【3.7v 锂电池简介】3.7v 锂电池是一种锂离子电池，其标称电压为3.7v。

相较于传统的镍氢电池和镍镉电池，3.7v 锂电池具有更高的能量密度，更轻的重量和更长的寿命。

这使得3.7v 锂电池成为许多电子设备的首选电源。

【充放电保护电路的作用】充放电保护电路主要负责对3.7v 锂电池进行充放电控制，以防止过充、过放、过流和短路等异常情况，确保锂电池的安全稳定工作。

同时，保护电路还能对电池的充电状态进行监测，提供电池状态信息。

【电路设计原理】3.7v 锂电池充放电保护电路通常由四部分组成：充电控制器、放电控制器、电池状态监测器和保护元件。

充电控制器负责控制充电过程，使电池在合适的电压下进行充电；放电控制器负责控制放电过程，保证电池在安全的范围内放电；电池状态监测器负责实时监测电池的充电状态，提供电池状态信息；保护元件包括保险丝、二极管等，用于在电路出现异常时切断电流，保护电路和电池。

【电路元件介绍】充电控制器和放电控制器通常采用专用集成电路，如Ti 的BQ24075、BQ24100 等。

电池状态监测器可以使用电压传感器或电流传感器，如ADI 的AD8209、AD8210 等。

保护元件可以选择合适的保险丝和二极管，如Littelfuse 的3.7v 系列保险丝和1N4148 二极管等。

【电路制作与调试】设计好电路图后，按照电路图选择合适的元件进行焊接。

焊接完成后，对电路进行调试，确保充电、放电保护功能正常。

【 摘要 】可充 电锂 离子电池充 电器在生活 中应 用广泛，本文介绍 了Ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ／ ａ ＼ 司推 出的新型智能锂离子 电池充 电控 制器Ｌ Ｔ Ｃ ４ ０ ０ ７ ，该控制器 能对 多节锂离子电池进行大 电流 充 电控制，且提供状态标示接 口，便于外部扩展应用。实际应用表明 ，以Ｌ Ｔ ＿ ｃ ４ Ｏ Ｏ ７ 为核心设计的充电电路各项指标均能达到设计需求。
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图３ Ｔ Ｇ Ａ Ｔ Ｅ 、Ｂ Ｇ Ａ Ｔ Ｅ Ｉ Ｈ［ ￣圈
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３ ． ４定时时 间设定 正常充电时间通过连接在管脚Ｒ Ｔ 端 的定时 电阻Ｒ Ｔ 设定 ，范 围为 １ ３ ｄ ， 时 ，误差在 ±ｔ ５ ％以 内。定 时时长Ｔ Ｔ Ｉ Ｍ Ｅ Ｒ 用公式表示： Ｔ Ｔ Ｉ 姬Ｒ ＝ Ｒ Ｔ ／ １ ５ ４ ｋ Ｑ（ 小 时） （ １ ） 根 据上述公式可知 图２ 中的定时时长为２ ｄ ， 时左右 。 ３ ． ５过热保护 Ｌ Ｔ Ｃ ４ ０ ０ ７ 的管脚Ｎ Ｔ Ｃ 端 外接一个Ｎ Ｔ Ｃ 热 敏 电 阻网络 ，控 制 器 内部 不 断采样 该 管脚 的 电压 值 ，即热 敏 电阻 网络 输 出的 电压 值来 判 断 电 池 温度 是否在 安全范 围 内，图２ 中由器件Ｃ ７ 、 Ｒ ９ 、Ｔ Ｈ Ｅ Ｒ Ｍ Ｉ Ｓ Ｔ Ｏ Ｒ 热敏 电阻组成 。当电压值 超过 设 定的安全范 围，则 充电暂停 ，当电压 值恢复 到 安全范 围后 ，充 电继续 。通 过在Ｄ Ｃ Ｉ Ｎ Ｓ ￣ Ｄ Ｎ Ｔ Ｃ 管脚 间接入一个 电阻可 以禁止过热保护功 能。 ３ ． ６ 涓 流 充 电 当锂离子 电池 电量耗尽 时，直接对其进行 大 电流充 电容 易损坏 电池 ，需先进 行小 电流充 电，即涓流充 电，当 电池 电压达到 一定值之后 再进行大 电流充 电。 图２ 中，Ｌ Ｔ Ｃ ４ ０ ０ ７ ￣ 自动对 电压小于２ ． ５ Ｖ ／ 节 的电池 进行涓流充 电，充 电电流为 一般 为ｌ ｃ 的 １ ０ ％ 。当监测到 电池 电压 小于２ ． ５ ｖ ／ 节 时，管脚

文章编 号： １ ６ ７ ４ —０ ９ ８ ｘ（ ２ Ｏ １ ３ ） ０ ７ （ ｂ ） 一０ ０ ５ ６ －０ ２
便 携 式 电子 产 品 的 迅 猛 发 展 促 进 了
１ ． ２ 锂 离子 电池 充电 方法 这 款 充 电 器 采 用 恒 流 恒 压 的 充 电 方 案。 在ＣＣ ／ ｃ Ｖ充 电 器 中 ， 充 电通 过 恒 定 电
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完全， 电池 的 可使 用时 问变 短 。 图２ 显 示 了充 电终止 电压 对 电 池 寿 命的 影 响 。 可以看到，
充 电终 止 电压 越 高 ， 电池 寿 命 越 短 ， ４． ２ Ｖ 是 充电 曲线 函数 的 拐 点。因 此 ， 结 合 充 电终
图３系统功能框图
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Ｓｃ ｉ ｅｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃｈｎ ｏｌ ｏｇｙ ￣ｎｏ ｖｅ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈｅｒ ａｌ ｄ
工 业 技 术
锂 离子 电池智 能 充 电控 制器 的研 究与设 计
（ １ ． 许 昌开普 电气研究院
蒋冠前’ 李志勇’ 胡韵华 魏永强 河南许昌 ４ ６ １ ０ ０ ０ ；２ ． 许继 电气股份有限公司
该 设 计 采 用充 电芯 片 与单 片 机 双 重 保
护机制， 能 够 精确 限 制 充 电截 止 电压 ， 最 大 １ ． １锂 离 子 电池充 放 电特 性 Ｍ ＡＸｌ ８ ７ ９ 在 电压 方 面 ， 锂 电池 电池 对 充 电终 止 电 限 度 地 保 护用 户的 锂 离子 电 池 ； 能 够 极 大 的 减 少 压 的精 度 要 求 很 高 ， 误 差不 能 超 过 额 定 值 独 特 的 大 电 流 充 电模 式 ， 单片 机能 够 监 测当前 电池 电 的１ ％。 终 止 电压 过 高 ， 会影 响 锂 离子 电 池 的 电池 充 电时 间； 寿 命， 甚 至 造 成过 充电 现 象 ， 对 电池 造成 永 久性 的 损 坏 ； 终 止 电 压过 低 ， 又 会 使 充 电不 压， 实 时反 馈在 显示 屏上 。 ２ ． １ ． １ ＭＣＵ主控 芯 片 本 设 计 采用 Ｓ ＴＣ公 司生 产 的 Ｓ ＴＣｌ ２ Ｃ５

3.
本次系统设计的DC-DC升压电路是由主芯片LMR62421以及相对应的外围硬件电路来实现的，该芯片的电压输入范围为2.7V到5.5V，最高电压输出可以达到24V，最高的输出电流可以达到2.1A，内部具有很高的1.6MHZ的开关频率。该芯片的外围硬件电路如下图6所示：
图6 LMR62421升压模块电路
关键词：电池管理系统，SOC，充电方式
Lithium Battery Charging and Discharging System
Design Based on STM32———Hardware
Abstract
More widespread use of lithium batteries, in order to give full play to the performance of lithium batteries, to improve battery efficiency and extend battery life,itneed to design a lithium battery charge and discharge management system, which is based STM32 control core, through the use of RT9545 to realization of battery protection. By using the power management chip BQ24230 lithium battery charge and discharge path to achieve the management, through the use of battery detection chip BQ27410 to achieve the battery remaining battery capacity SOC, detection current, temperature and other parameters of the battery state of charge, battery voltage, battery charge and discharge. By using the DC-DC boost chip output stable voltage LMR62421 able to achieve power to the entire system, and finally through STM32 achieve read and display the battery status information.

锂离子充电控制器1 概述bq2954是美国TI公司生产的锂离子电池充电控制芯片。

该芯片在充电过程中，采用PWM技术对充电电压和充电电流进行控制，能够有效地降低系统功耗，其工作频率可以通过外接电容进行设置。

另外，该控制芯片还能对锂离子电池提供有效的保护，只有当锂离子电池的电压和温度都满足设定条件时，芯片才转入快速充电模式。

如果电池电压低于电压的下限，bq2954将自动转入涓流充电模式；bq2954是利用外接热敏电阻来检测电池温度的。

它的充电过程分为两个阶段：第一阶段为恒流充电阶段，第二阶段为电压控制阶段。

恒流充电阶段能够完成可充电池容量的70％，剩余的30％则在电压控制阶段完成。

bq2954具有显示充电过程和充电故障状态的特性，因而可使用户准确及时地撑握充电器和锂离子电池的工作状态。

2 特点和引脚功能2．1特点bq2954锂离子电池充电控制芯片具有以下特点：●采用PWM技术控制充电电流和充电电压；●可对高端／低端电流进行检测编程控制；●可通过设置最小充电电流来控制快充过程；●可采用预充电模式来检测电池故障；●可通过设定温度和电压值来保证充电质量；●可直接驱动LED以显示充电状态。

2．2引脚功能bq2954采用16脚窄DIP或SOIC封装形式，它的各引脚排列如图1所示，各引脚功能如下：TM（引脚1）：充电时间编程信号输入端。

通过该引脚上的电阻和电容可以设置最大充电时间；CHG（引脚2）：充电控制端。

通过该端可以检测电池是否充满或是否从充电器中移走。

当电池充满、移走或发生故障时，芯片内部的开路输出端将呈现低电平；BAT（引脚3）：电池电压信号输入端；VCOMP（引脚4）：电压环路补偿端。

通过外接RC网络来稳定充电电压；ICOMP（引脚5）：电流信号补偿端。

通过外接RC网络来稳定充电电流；ITERM（引脚6）：充电模式选择端。

用于设置快速充电模式中止信号I FULL和I MIN；SNS（引脚7）：充电电流检测信号输入端。

高性能锂电池充电器设计方案作者：郝杰来源：《中国新技术新产品》2009年第08期摘要：利用美国DALLAS公司的DS2770、DS2720等芯片构成锂离子电池充电器，简化了锂离子电池充电器的设计,提供具有充电控制、电源控制、电量计数、电池保护、计时和对电池识别等功能的高性能锂电池充电器组合方案。

本文介绍了该设计方案的功能和特点。

关键词：锂离子电池；充电控制与保护；电量计量；1-Wire接口锂离子电池因具有较高的能量密度，与镍铬/镍锰氢电池、铅酸电池相比具有体积小、重量轻等优势，所以在GSM/CDMA和数码相机、摄像机及PDA等高端便携式产品中被广泛应用。

但锂离子电池对保护电路要求较高，在电池使用中需要严格避免出现过充电、过放电现象，需要在设备内建立一个高性能的锂离子电池充电器，以保证锂离子电池在使用中避免过充电、过放电等损害现象的发生。

锂离子电池充电方式为恒流-恒压方式，通过监测电池的电压判断电池是否充满，为有效利用电池容量需要较高的电压检测精度（精度高于1%）。

为保证安全充电，充电终止检测除电压检测外需采用其它的辅助方法作为防治过充的后备措施，如监测电池温度、限定充电时间。

另外，由于锂离子电池出现过放电时同样会造成电池的损坏，一般在电池充电前需要检测电池是否可充，通常在对锂离子电池进行快速充电时需保证每节电池电压高于2.5V，温度高于+2.5℃、低于50℃，这就要求充电器具有预充过程。

由此看来，虽然锂离子电池具有较高的性能指标，但对充电器的保护措施要求较高，如果用分离元件构成锂离子电池充电器，电路将十分复杂，而且设计时间较长。

为此，利用美国DALLAS公司的DS2770、DS2720等芯片构成锂离子电池充电器，简化了锂离子电池充电器的设计,提供一个具有充电控制、电源控制、电量计数、电池保护、计时和对电池识别等功能的高性能锂电池充电器组合方案，见图1所示。

用它可替代目前市场上的现有的锂电池保护／充电控制电路---充电器。