锂电池充电器的设计

摘要电动自行车是绿色节能的交通工具，在节能环保的发展进程中电动自行车满足了消费者出行半径增大的需求。

另外，电动车电瓶采用锂电池越来越多。

利用开关电源实现对锂电池高效率充电是目前的发展趋势。

本设计通过认真调查锂电池充电注意事项，电动车用锂电池充电过程和充电曲线，综合运用了反激式开关电源技术，对电动车用锂电池充电器做了具体设计。

电路主要包括整流滤波电路、功率变换电路、稳压电路、恒流电路，充电指示电路，实现对锂电池分四个阶段高效率安全充电。

充电过程分微弱电流调节充电阶段，恒流充电阶段，恒压充电。

主电源部分采用线性光耦改变电流型PWM控制集成芯片UC3842中误差放大器的输入误差电压，实现稳压充电。

恒流电路实现对锂电池恒流充电。

电路设计满足客户要求，成本低廉。

关键词：反激式开关电源；锂电池充电器；UC3842；恒流充电AbstractElectric bike is a green energy-saving means of transport, energy-saving environmental protection in the process of development of electric bike to meet the consumer demand for travel radius.In addition, the electric bike battery using lithium batteries is increasing. Use of switching power supply to achieve high efficiency on the lithium battery charge is the current trend.The rechargeable lithium battery design through careful investigation note, lithium batteries for electric vehicle charging process and charge curves of the integrated use of a flyback switching power supply technology, lithium battery charger for electric vehicles to do a specific design.Circuit includes a rectifier filter circuit, power converter, voltage regulator circuit, the current circuit, the charging indicator circuit, charging in four phases of the lithium batteries safely and efficiently. Charging process comprises weak charge current regulation phase, constant current charging phase, constant voltage charging. The main power to change the input error voltage of the error amplifier in Current-mode PWM control IC UC3842 to achieve voltage regulation. Constant current circuit of the constant current charging lithium batteries. Circuit design meet customer requirements, and low cost.Keywords: flyback switching power supply; lithium battery charger; UC3842; constant current charging目录摘要 (I)Abstract......................................................................................................................................................... I I1 绪论 (1)1.1 电动车的发展概况 (1)1.2 锂电池简述 (1)1.3开关电源的产生与发展 (2)1.4 设计目的和要求 (3)1.5 主要设计内容 (3)2 开关电源概述 (4)2.1 隔离式高频开关电源 (4)2.2 本设计所用术语 (5)2.3 开关电源与线性电源 (5)2.4 开关电源能量损耗和寿命 (6)2.5 开关电源分类 (7)3 反激式开关电源 (8)3.1 反激式开关电源原理 (8)3.2 主要器件简介 (11)3.2.1 UC3842芯片简介 (11)3.2.2 TL431简介 (15)3.2.3 PC817光耦简介 (16)3.3 UC3842常用的电压反馈电路 (16)3.3.1 输出电压直接分压作为误差放大器的输入 (16)3.3.2 辅助电源输出电压分压作为误差放大器的输入 (18)3.3.3 采用线性光耦改变误差放大器的输入误差电压 (19)4 总体设计 (21)4.1电路组成 (21)4.2系统实现功能 (22)5 主电源部分设计 (23)5.1 输入电路 (23)5.1.1 输入浪涌电流保护 (23)5.1.2 输入尖峰电压保护 (24)5.2 输入滤波电路 (25)5.2.1 差模干扰和共模干扰概念 (25)5.2.2 滤除干扰信号 (25)5.3 变压器设计 (26)5.3.1变压器功能 (26)5.3.2磁芯饱和问题 (26)5.3.3 变压器设计步骤 (28)5.4 RCD箝位电路设计 (32)5.4.1 RCD箝位电路意义 (32)5.4.2 RCD箝位电路设计步骤 (33)5.5开关管选择 (34)5.6输出滤波器 (34)6控制电路设计 (35)6.1低电流调节控制电路 (35)6.2恒流电路 (36)6.3充电指示电路 (37)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录1 本设计电路原理图 (41)附录2 本设计PCB图 (42)1 绪论1.1 电动车的发展概况电动自行车是绿色节能的交通工具，在城市化发展的进程中电动自行车满足了消费者出行半径增大的需求。

基于单片机控制的锂电池充电器设计锂电池充电器是一种用于给锂电池进行充电的设备，可以帮助锂电池恢复电荷，延长其使用寿命。

在本文中，将设计一款基于单片机控制的锂电池充电器。

该充电器采用了单片机作为主控制器，能够对电池进行精确充电控制和状态监测，从而实现高效充电和安全使用。

首先，我们需要选择适合锂电池充电的充电电路。

在这里，我们选择了恒流恒压充电模式，这是一种最常见和最可靠的充电方式。

充电电路由电源、电流检测电阻、电流采样电路、电流反馈控制回路和电压反馈控制回路组成。

接下来，我们需要设计单片机控制电路。

为了实现对充电过程的精确控制，我们可以选择一款功能齐全且性能稳定的单片机，如STM32系列。

单片机将通过AD转换器读取电流和电压的值，并根据设定的充电算法计算出相应的控制参数，并通过PWM信号调节充电电路的输出。

同时，单片机还应该具备状态监测功能，以确保充电过程的安全性。

例如，单片机可以实时监测电压、电流和温度等参数，并根据预设的条件进行相应的保护措施，如断电、降功率或结束充电等。

此外，为了提高系统的可靠性和安全性，我们还可以添加一些辅助电路。

例如，过流保护电路可以通过检测输出电流是否超过一定的阈值来触发断电保护措施。

过热保护电路可以通过监测电池温度来触发降功率或断电保护。

短路保护电路可以通过监测电池和电路之间的电压差来触发断电保护。

最后，根据设计好的电路和程序，我们可以制作出实际的锂电池充电器原型。

在测试和调试的过程中，我们可以通过观察和记录充电电流、电压和温度等数据，来验证充电器的性能和可靠性。

综上所述，基于单片机控制的锂电池充电器设计是一个复杂而重要的工程。

通过合理的电路设计和程序编写，我们可以实现对锂电池的高效充电和安全使用，延长电池的寿命，为多种应用提供可靠的电源解决方案。

电动摩托车锂电池充电器的设计与研究电动摩托车已经成为城市中最为流行的代步工具之一。

与传统的燃油车相比，其最大的优势就在于无排放、节能、低噪音等方面。

而在电动摩托车的每一个细节中，锂电池也是至关重要的一部分。

如何有效地为锂电池进行充电呢？本文将探讨电动摩托车锂电池充电器的设计与研究。

1. 摩托车锂电池的特点锂电池是一种新型的充电方式，被广泛用于电子产品的能源存储中。

与传统的铅酸电池相比，锂电池具有更高的能量密度、更长的使用寿命、更好的安全性和更便于维护的特点。

因此，在电动摩托车上使用锂电池已经成为了趋势。

与普通锂电池相比，摩托车锂电池有一些特殊的需求。

在高温环境或者虐待使用的情况下，锂电池的寿命会受到很大的影响。

在电动摩托车上，锂电池还需要满足以下要求：具有高的输出功率，能够提供足够的电量，良好的充放电平衡性和安全性等。

2. 电动摩托车锂电池充电器的设计电动摩托车的充电器设计需要考虑到如下因素：（1）充电电流充电器需要提供足够的充电电流，以满足摩托车锂电池的需求。

同时，为了保护锂电池，充电器还需要对充电电流进行控制，确保充电电流不会过大。

（2）充电电压摩托车锂电池需要在一定的电压范围内充电，否则会对电池的寿命造成损害。

充电器需要对充电电压进行控制，以确保充电电压在合适的范围内。

（3）保护电路在充电过程中，如果出现过流、过压等情况，会对电池造成巨大的危害。

因此，充电器需要加入保护电路，确保充电过程中的安全性。

（4）充电模式锂电池的充电有恒流充电和恒压充电两种方式。

在充电过程中，充电器需要根据电池的电量情况和充电电压情况，自动切换恒流充电和恒压充电模式。

3. 研究进展摩托车锂电池充电器的研究已经取得了一些进展。

一些厂家已经研制出了基于CAN总线控制的充电器。

该充电器具有远程控制和监测功能，可以对充电过程中的电流、电压等参数进行监测和控制。

同时，近年来随着无人机、电动汽车等新兴行业的快速发展，锂电池的应用场景越来越广泛，基于锂电池的充电器研究也得到了越来越多的关注。

新型高性能锂电池充电器的设计方案新型高性能锂电池充电器的设计方案摘要：新型高性能充电组合电路(充电器) 是由DS2770、 DS2720等芯片组合成设计而成,本文介绍该设计方案的功能和特点.关键词：充电控制与保护电量计量 1-Wire接口 Li+锂电池组前言Li+锂电池因具有体积小、重量轻与能量密度高等优势，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.它们都需要在内建立一个高性能的锂离子电池充电器, 以保证Li+电池在使用中避免过充电、过放电等损害现象的发生，从而,随之带来的是要求锂电池充电器具有严格与完善的保护电路,才能真正实现各项安全保护特性。

为此,应用新型的DS2770和DS2720芯片可以设计一个具有充电控制、电源控制、电量计数、电池保护、计时和对电池组能识别等功能的高性能锂电池充电器组合方案.见图1所示.从而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。

下面就该高性能锂电池充电器组合设计的功能与特点作一说明.1充电组合电路---充电器的组成1.1 见图1所示.整个组合电路分别有DS2770是充电控制器／电量计、DS2720电池保护器、DS2415实时时钟(RTC)三个芯片组成. 它们均公用一个地(Vss或Gnd)、电源(Vdd)和通信线(DQ或DATA)。

而所有的电容(从C1到C10)和电阻(从R1到R12)的作用是对干扰信号滤波及对ESD的保护.图1 新型高性能锂电池充电器设计方案图该充电器的负载(即主设备)是通过PACK+和PACK-引脚获得电源，而充电器与主系统的数据通信是通过标准的l-Wire接口(标为DATA )进行. DS2720芯片的的PS引脚和主系统的开／关控制相连接, 且作充电器的使能输入(低电平有效). 图1中引脚Charge·source可连接到充电电源, 而充电电流能按照电池额定的充电条件加以限制,其充电电压最高至15V.整个充电器在工作模式下消耗不足100μA的典型电流，而处于静止状态(即锂电池不处于充电状)时典型消耗电流不到20μA。

锂电池充电器芯片的设计与研究一、本文概述随着可再生能源的兴起和电动汽车市场的不断扩大，锂电池作为高效能量存储解决方案，其重要性日益凸显。

锂电池充电器芯片作为锂电池管理系统的核心组件，其性能直接影响到锂电池的充电效率、安全性以及使用寿命。

对锂电池充电器芯片的设计与研究具有重大的现实意义和应用价值。

本文旨在深入探讨锂电池充电器芯片的设计原理、关键技术、研究现状和发展趋势。

我们将首先介绍锂电池充电器芯片的基本功能和工作原理，包括电流检测、电压控制、充电模式选择等关键功能。

随后，我们将重点分析充电器芯片设计中的关键技术，如高精度电流电压检测、高效能量转换、热管理以及安全保护等。

我们还将对锂电池充电器芯片的研究现状进行梳理，总结当前的主要研究成果和存在的问题。

我们将展望锂电池充电器芯片的未来发展趋势，探讨新技术、新材料的应用以及可能的创新方向。

通过本文的阐述，我们期望能够为锂电池充电器芯片的设计与研究提供有益的参考和启示，推动锂电池技术的持续发展和优化，为可再生能源和电动汽车的广泛应用提供有力支持。

二、锂电池充电器芯片的基本原理锂电池充电器芯片是锂电池充电过程中的核心组件，其设计与研究对于实现高效、安全、稳定的充电至关重要。

本章节将详细阐述锂电池充电器芯片的基本原理，包括其内部电路结构、功能模块以及充电过程中的关键控制机制。

锂电池充电器芯片的内部电路结构主要包括电源管理模块、充电控制模块、保护模块等。

电源管理模块负责将外部输入的电源进行整流、滤波和稳定化处理，为充电控制模块提供稳定的工作电压。

充电控制模块则根据锂电池的充电状态和需求，通过精确控制电流和电压的输出，实现锂电池的高效充电。

保护模块则负责监测锂电池的充电状态，当锂电池出现过充、过放、过流等异常情况时，及时切断充电电路，保护锂电池的安全。

在充电过程中，锂电池充电器芯片通过控制电流和电压的输出，实现对锂电池的精确充电。

充电过程一般分为预充电、恒流充电、恒压充电和涓流充电四个阶段。

锂电池是目前最为常用的可充电电池之一，其具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点，因此在移动电子设备、电动车辆和储能系统中广泛应用。

充电器是锂电池应用中不可或缺的设备，负责为锂电池提供合适的充电电流和电压，确保锂电池的安全充电和寿命。

本文将介绍锂电池充电器的方案，主要从充电器的工作原理、充电器的主要类型、充电器的设计要点和锂电池充电器市场的发展趋势等方面展开。

一、锂电池充电器的工作原理锂电池充电器的工作原理基于恒流充电和恒压充电两种工作模式。

在恒流充电模式下，充电器通过输出稳定的电流来充电锂电池，直到电池的电压达到预设的充电终止电压。

而在恒压充电模式下，充电器保持输出恒定的电压，直到电池的充电电流衰减到预设的充电终止电流。

通常，在锂电池的初期阶段采用恒流充电模式，然后转变为恒压充电模式。

二、锂电池充电器的主要类型根据充电方式的不同，锂电池充电器可以分为慢充器、快速充电器和智能充电器。

1.慢充器慢充器主要用于对锂电池进行低电流充电，具有充电速度较慢但对电池寿命的影响较小的特点。

慢充器主要适用于低功率应用场景，如手持设备和小型电子产品充电等。

2.快速充电器快速充电器是为了满足用户对充电速度的要求而设计的，能够以更高的电流充电锂电池。

快速充电器主要适用于大功率应用场景，如电动车辆和储能系统等。

3.智能充电器智能充电器结合了慢充器和快速充电器的优点，具有多种充电模式和可变充电电流的功能。

智能充电器能够根据不同的电池类型和充电需求进行智能识别和调整，提供最佳的充电方案，并能够监测电池的充电状态和保护电池的安全。

三、锂电池充电器的设计要点1.充电电流和电压控制在设计锂电池充电器时，需要考虑合适的充电电流和电压。

充电电流过大会导致电池的温度升高和寿命缩短，而充电电流过小则会延长充电时间。

充电电压过高或过低都对电池的安全和寿命产生影响。

因此，充电器需要具备恒流恒压控制功能，通过负反馈控制回路来调节充电电流和电压。

11.1V锂电池充电器设计【摘要】本文介绍了锂电池充电的控制方法，讨论了充电器的电路结构和软件设计思想。

该设计以ATmega8作为控制核心，对充电过程进行全面管理，通过对充电电流、电压的自动检测与调整，完成对不同充电阶段的精确控制及充满后的自动停充，实现了智能化充电。

【关键词】锂电池充电器；ATmega8；脉宽调制1.引言11.1V锂电池常用于涵道机、固定翼、直升机等航模中，具有放电稳定，工作温度宽；允许较大的充电电流、充电速度快，仅需1～2个小时就可以充满；无记忆效应；自放电率低，储存寿命长；能量高、储存能量密度大；输出电压高（单节锂电池的额定电压一般为3.6V，而单节镍氢和镍镉电池的电压只有1.2V）等优点。

但锂电池在使用过程中也存在娇气的一面。

在对锂电池进行充电时要防止过度充电，如果充电电压高于规定电压或充电电流大于规定电流，就会损坏锂电池或者使之报废。

在过充电的情况下，能量过剩锂电池温度上升，电解液将分解产生气体，使之内压上升而导致自燃或破裂的危险。

通常单节锂电池的终止充电电压为4.2V，精度控制在±1%之内，充电电流不大于1C（C代表充放电速率，1C代表电池正好在1小时内，充满电或放完电所要求的速率）。

锂电池在使用时也要防止过度放电，过度放电会导致电池特性及耐久性变差，可充电次数降低。

通常要求放电电流不大于2C，终止放电电压控制在2.4～2.7V左右。

2.锂电池的充电方法锂电池在充电过程中需要控制它的充电电压和充电电流并精确测量电池电压，根据锂电池电压将充电过程分为四个阶段。

每个阶段的需要用不同的电压和电流进行充电，下面以单节锂电池为例分别说明每个阶段的状态。

阶段一为预充电，先用0.1C的小电流对锂电池进行预充电，当电池电压≥2.5V时转到下一阶段。

阶段二为恒流充电，用1C的恒定电流对锂电池快速充电，点电池电压≥4.2V 时转到下一阶段。

阶段三为恒压充电，逐渐减小充电电流，保证电池电压恒定=4.2V，当充电电流≤0.1C时转到下一阶段。

AP5056的大电流锂电池充电器方案一、AP5056芯片介绍AP5056是一款集成了高精度电流和电压输出控制的锂电池充电管理芯片，能够实现多种充电方案。

它具有低外电阻并且能够通过外部N-MOS 管实现高效率的充电控制。

AP5056还支持充电器电源直接供电，无需使用电池供电。

二、AP5056大电流充电器方案设计1.输入电源电压选型2.充电电流选型根据实际需求，选择合适的充电电流，可通过外部电流采样电阻来设置充电电流。

AP5056支持最大充电电流为2.5A，但受限于PCB布局和散热等因素，建议选择稍小的充电电流。

3.充电电压选型4.充电状态指示设计使用LED或其它适配器的指示灯来显示充电状态，AP5056的充电过程中会产生不同的充电状态信号，可以通过IO口来控制指示灯的亮灭。

5.温度保护设计在AP5056进行充电过程中，如果芯片温度过高会引起电流降低或芯片关闭，以保护芯片的安全运行。

因此，在电路设计中，应该合理安排电路布局和增加散热措施，以保持芯片的正常工作温度。

6.充电器输出电流限制为了避免过流对设备和电池的损害，AP5056充电电流可以通过外部电流采样电阻和输出短路保护来进行限制。

三、AP5056大电流充电器方案的优势1.高效率：通过外部N-MOS管实现高效率的充电控制，减少电能损耗。

2.多功能：AP5056支持多种充电方案，并具有输入过压保护、温度保护、输出短路保护等功能。

3.简化设计：AP5056集成了电流和电压输出控制，简化了锂电池充电器的设计。

4.兼容性强：支持输入电源范围广泛，适用于多种充电器方案。

总结：以上是AP5056大电流锂电池充电器的设计方案介绍，通过合理选型和设计，可以实现高效、安全的锂电池充电。

但在具体设计过程中，还应当根据实际需求和芯片的操作手册进行详细的电路设计和验证。

扬州工业职业技术学院2009 —2010学年第二学期毕业设计课题名称：锂电池充电器的设计设计时间： 2010.02.01—2010.05.21 系部：电子信息工程系班级： 0701电气技术姓名：指导教师：总目录第一部分任务书第二部分开题报告第三部分毕业设计正文第一部分任务书扬州工业职业技术学院毕业设计任务书第二部分开题报告扬州工业职业技术学院电子信息工程系10届毕业设计（论文）开题报告书第三部分毕业设计正文锂电池充电器的设计[摘要] 本设计以单片机为控制核心，系统由指示灯电路、电源电压与环境温度采样电路、精确基准电压产生电路和开关控制电路组成。

实现了电池充电、LED指示、保护机制及异常处理等充电器所需要的基本功能。

本文对锂离子电池的参数特性、充电原理与充电方法进行了详尽的描述，并提出了充电器的设计思想和系统结构。

该电路具有安全快速充电功能，可以广泛应用于室内外单节锂离子电池的充电，如手机、数码产品电池等。

[关键词]锂离子电池，充电器，硬件电路，软件设计The design of lithium battery chargerSui Chaoyun0701 electricity techniqueAbstract:This design uses SCM system for the control of core, it includes the pilot lamp circuit on system, sampling circuit about voltage and temperature, the causes about standard voltage and switch controls. The circuit achieves charging battery, LED instructions, the protection mechanism and exception handling, and other functions. This paper introduces the following things: parameters of lithium-battery, principles and methods on charge, design thinkings and system structure about charger, and it describes the functional mode of the charger in detail,moreover it proposes the thinking of plan and structure of a system.The circuit which be planed have functions of safety,rapid and so on. It can use in the charge of Lithium-ion battery that is only far-ranging,such as the battery of cellphone,digital product and so on.Key words: Lithium-ion battery, Charger, Hardware circuit, Software design目录第一章绪论 (1)1.1 课题的背景及目的 (1)1.2 论文的构成及研究状况 (1)1.3 锂电池充电器的功能描述 (2)第二章锂电池充电器的介绍及系统设计框架 (3)2.1 锂离子的介绍 (3)2.1.1 锂离子电池的发展 (3)2.1.2 锂电池的工作原理及结构 (3)2.1.3 锂电池充电器的充电特性 (5)2.2 系统设计框架 (6)2.3 锂电池充电方法 (8)2.3.1 恒流充电(CC) (8)2.3.2 恒压充电（CV） (8)2.3.3 恒流恒压充电（CC/CV） (9)2.3.4 脉冲充电 (9)第三章锂电池充电器的设计 (10)3.1 锂电池充电器的工作原理 (10)3.1.1 89C51芯片简介 (11)3.1.2 系统指示灯电路 (12)3.1.3 电源电压与环境温度采样电路 (12)3.1.4 精确基准电源产生电路 (13)3.1.5 开关控制电路 (14)3.2 锂电池充电器的设计理念 (15)3.2.1 设计思路 (15)3.2.2 系统主流程 (15)3.2.3 充电流程设计 (17)3.2.4 程序设计 (18)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第一章绪论1.1 课题的背景及目的电子信息时代使对移动电源的需求快速增长。

锂电池充电器的设计摘要锂离子电池由于能量密度高和长循环寿命等优点，在便携式设备中得到了广泛的应用。

充电管理是锂电池管理的重要组成部分，安全、可靠、快速、高效的锂电池充电器对锂电池的性能及应用起着至关重要的作用。

本文从锂电池的结构原理着手，通过对锂电池性能及常用充电方法的研究，分析了充电过程及充电方法对锂电池性能的影响，并在此基础上设计了一款智能锂离子的充电器。

此充电器可对目前市场上具有的各种型号和容量的锂电池进行快速安全的充电。

采用这种方案进行锂电池充电器的开发具有成本廉价和易于编程升级的优点，有着广阔的市场前景。

在硬件方面，完成了单片机系统的设计，包括系统电压、电流、温度的采样及功能按键等。

软件方面，采用模块化的程序设计，介绍了模块划分和各模块的功能，实现的具体算法，给出了流程图，并根据系统工作需求进行了低功耗和软件抗干扰设计，确保了系统运行的可靠稳定性。

本设计提高了充电器智能化水平，更精确的实现充电过程控制，保护电池，延长电池寿命。

关键词：ADC（模数转换）；PWM（脉宽调制）；C8051F300 单片机The design of lithium battery chargerAbstractLithium battery is being widely used in the suitable selection for portable application for their high energy density and long life. Charging management is the essential part in battery management. Safe, reliable, fast and high efficient charger guarantees good performance and application of the battery.The structure, performance and charging method of Lithium battery is studied in this thesis. And different impacts on the performance of battery via different charging ways and process are analyzed in detail, based on which, an intelligent charger for Lithium battery is designed.The charger can charge all kinds of lithium batteries quickly and safely. Exploiting the charger of lithium batteries this way has the advantage of low cost and easy to upgrade in programming, which has a vast market prospect.In hardware，the thesis achieves the hardware detail circuit including the MCU system，voltage，current，temperature sampling circuit and key-press. In software, the design adopts modular procedures，which analysis the plotting and function of each module，and the specific way of realization，are introduced. According to the work demands of the system，low power consumption and software anti-interference are designed，which in sure the safety and reliability of the system. The design can improves the intellectualization level of the battery charger, realize the control to the charge process more precisely, and lengthens the battery life.Key Words:ADC; PWM; C8051F300目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2锂离子电池的工作原理 (2)1.3锂离子电池的电特性及充电方式 (3)1.3.1 锂离子电池的充放电特性 (3)1.3.2 锂电池的充电方法 (4)1.4课题意义 (7)第二章系统的硬件设计 (8)2.1系统的整体设计方案 (8)2.2充电电路的设计与实现 (10)2.2.1 单片机选型 (10)2.2.2 电源模块的设计 (11)2.2.3 单片机外围电路的设计 (12)2.2.4 快速转换器的设计 (13)2.2.5 快速调节器操作 (14)2.2.6 选择快速转换器的电感 (15)2.2.7 JTAG口设计 (15)2.3锂离子电池的充电过程 (17)2.4充电过程参数控制 (18)第三章PCB板布线 (20)第四章系统的软件设计 (22)4.1系统软件设计的组成部分 (22)4.1.1 主程序 (22)4.1.2 校准ADC子程序 (24)4.1.3 监测电池子程序 (25)4.1.4 快速充电子程序 (26)4.1.5 低电流充电子程序 (27)4.1.6 关闭PWM子程序 (28)4.1.7 测量子程序 (28)4.1.8 调节电压子程序 (29)4.1.9 调节电流子程序 (30)4.1.10 中断服务程序 (31)4.2系统软件调试 (32)第五章结论 (34)参考文献 (35)附录A 锂电池充电器原理图 (36)附录B 锂电池充电器的PCB板 (37)附录C 锂电池充电器程序设计 (38)致谢 (58)第一章绪论1.1 课题背景随着信息技术的迅猛发展，信息化正以不可思议的速度渗透到各个领域，电池作为一项传统产业，正经历着前所未有的变革，特别是在通信、动力及军用领域，对电池均有新的要求，为了满足市场的需求，智能电池应运而生。

一种锂电池充电器的设计摘要：本设计以单片机为控制核心,实现了电池充电、LED 指示、保护机制及异常处理等充电器所需要的基本功能。

本文对锂离子电池的参数特性、充电原理与充电方法进行了详尽的描述，并提出了充电器的设计思想和系统结构。

关键词：锂电池充电器；锂电池；充电1 引言随着电子技术的不断发展，便携式设备不断涌现，丰富和方便了人们的生活。

现在，移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式设备已经成为人们生活的一部分，而且有着更为广阔的市场前景和发展空间。

未来，肯定会有更多的便携式设备出现。

便携式设备的发展，对电池产业提出了更高的要求。

低成本、高电压、高能量密度、轻型化、长寿命、高安全性的电池，特别是可重复使用的电池备受关注。

锂离子电池锂离子电池的研究是一个涉及化学、物理、材料、能源、电子学等众多学科的交叉领域。

锂离子电池作为一种新型能源的典型代表，有十分明显的优势，同时有一些应用在国际上相当的活跃。

目前该领域的进展已经引起化学电源界和产业界的极大兴趣。

在便携式应用中，一般采用容量相对不大的锂电池，以求在设备的便携性和工作时间之间取得一定的平衡。

同样，作为设备内部锂电池管理系统，其体积和重量也应该相应缩小。

由于电池容量不大，管理系统相对简单，一般不涉及复杂的均衡等问题。

因此，基于专用芯片在一定的外围电路配合下，能够实现锂电池的充放电管理和保护功能，完全满足便携式设备的需要，同时有效的控制了设备的体积和成本，深受设备厂家的欢迎。

锂离子电池因具有体积小、重量轻与能量密度高等优势，所以在GSM/CDMA和高端便捷式产品（如数字相机、摄像机等）中被广泛应用。

目前一些大的厂家生产的充电管理芯片都具有以下特点：具备限流保护，电流短路与反充保护线路设计、自动、快速充电、充满电后自动关断等等。

有的还具有LED充电状态显示、低噪声、模拟微电脑控制系统等特点。

锂离子电池在使用中为避免过充电、过放电对其早造成损坏，对保护电路要求较高。

锂离子电池充电器的设计【开题报告】毕业设计开题报告电气工程及其自动化锂离子电池充电器的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着笔记本电脑、移动电话机及其小体积高高功率电器的广泛使用，锂离子电池也被广泛地用作供电电源。

现在介绍锂电池充电器的系统设计、电路布线、软件编程及其硬件调试。

充电器的规格和功能不同，及结构和电路布线也会存在很大的不同。

虽然锂离子充电器市场被看好,但锂离子电池对充电器的要求非常苛刻,要设计生产锂离子充电器,需要满足几大要求。

其中,基本要求是充电时要保持特定的充电电流和充电电压,即恒流恒压方式,这才能保证电池的安全充电。

而且,为有效利用电池容量,需将锂离子电池充电至最大电压,但是过压充电会造成电池损坏,这就要求过压保护。

锂离子电池充电器目前具有广泛的应用，也会具有广泛的市场。

针对锂离子电池不同的型号、生产厂商、应用范围及其极性要求，设计者必须设计出与之使用的专用充电器；也根据锂离子电池的特性及其充、放电曲线确定充电器的技术参数，按照这些技术设计出通用的充电器。

目前广泛使用的便携性二次电池主要有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂聚合物等几种，但是由以锂离子电池在实际生活中使用的最频繁。

在一些对电池的体积、能量密度、稳定性和使用寿命等要求较高的场合，锂电池越来越多的被人们所采用。

锂离子电池是在锂电池的基础上发展起来的一种新型电池。

作为一种小型轻量、容量高、对环境安全的新型电池，锂离子电池主要用于便携式一些现代设备中，如移动电话机、家用小型电器设备，随着这些电器的迅速发展，锂离子电池的生产及需求量也会与日俱增。

自1990年日加公司首次提出开发出里锂离子电池以来，各国的大公司先后推出了自己的锂离子电子产品，这些公司主要有日本的东芝、松下、三洋、汤浅，美国的杜拉塞尔和中国的几家公司等。

目前，全世界的锂离子电池市场规模主要由日本来体现。

1995年，日本的锂离子电池的市场规模占全世界锂离子电池市场规模的88.6%。

锂电池充电器的设计摘要锂离子电池由于能量密度高和长循环寿命等优点，在便携式设备中得到了广泛的应用。

充电管理是锂电池管理的重要组成部分，安全、可靠、快速、高效的锂电池充电器对锂电池的性能及应用起着至关重要的作用。

本文从锂电池的结构原理着手，通过对锂电池性能及常用充电方法的研究，分析了充电过程及充电方法对锂电池性能的影响，并在此基础上设计了一款智能锂离子的充电器。

此充电器可对目前市场上具有的各种型号和容量的锂电池进行快速安全的充电。

采用这种方案进行锂电池充电器的开发具有成本廉价和易于编程升级的优点，有着广阔的市场前景。

在硬件方面，完成了单片机系统的设计，包括系统电压、电流、温度的采样及功能按键等。

软件方面，采用模块化的程序设计，介绍了模块划分和各模块的功能，实现的具体算法，给出了流程图，并根据系统工作需求进行了低功耗和软件抗干扰设计，确保了系统运行的可靠稳定性。

本设计提高了充电器智能化水平，更精确的实现充电过程控制，保护电池，延长电池寿命。

关键词：ADC（模数转换）；PWM（脉宽调制）；C8051F300 单片机The design of lithium battery chargerAbstractLithium battery is being widely used in the suitable selection for portable application for their high energy density and long life. Charging management is the essential part in battery management. Safe, reliable, fast and high efficient charger guarantees good performance and application of the battery.The structure, performance and charging method of Lithium battery is studied in this thesis. And different impacts on the performance of battery via different charging ways and process are analyzed in detail, based on which, an intelligent charger for Lithium battery is designed.The charger can charge all kinds of lithium batteries quickly and safely. Exploiting the charger of lithium batteries this way has the advantage of low cost and easy to upgrade in programming, which has a vast market prospect.In hardware，the thesis achieves the hardware detail circuit including the MCU system，voltage，current，temperature sampling circuit and key-press. In software, the design adopts modular procedures，which analysis the plotting and function of each module，and the specific way of realization，are introduced. According to the work demands of the system，low power consumption and software anti-interference are designed，which in sure the safety and reliability of the system. The design can improves the intellectualization level of the battery charger, realize the control to the charge process more precisely, and lengthens the battery life.Key Words:ADC; PWM; C8051F300目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2锂离子电池的工作原理 (2)1.3锂离子电池的电特性及充电方式 (3)1.3.1 锂离子电池的充放电特性 (3)1.3.2 锂电池的充电方法 (4)1.4课题意义 (7)第二章系统的硬件设计 (8)2.1系统的整体设计方案 (8)2.2充电电路的设计与实现 (10)2.2.1 单片机选型 (10)2.2.2 电源模块的设计 (11)2.2.3 单片机外围电路的设计 (12)2.2.4 快速转换器的设计 (13)2.2.5 快速调节器操作 (14)2.2.6 选择快速转换器的电感 (15)2.2.7 JTAG口设计 (15)2.3锂离子电池的充电过程 (17)2.4充电过程参数控制 (18)第三章PCB板布线 (20)第四章系统的软件设计 (22)4.1系统软件设计的组成部分 (22)4.1.1 主程序 (22)4.1.2 校准ADC子程序 (24)4.1.3 监测电池子程序 (25)4.1.4 快速充电子程序 (26)4.1.5 低电流充电子程序 (27)4.1.6 关闭PWM子程序 (28)4.1.7 测量子程序 (28)4.1.8 调节电压子程序 (29)4.1.9 调节电流子程序 (30)4.1.10 中断服务程序 (31)4.2系统软件调试 (32)第五章结论 (34)参考文献 (35)附录A 锂电池充电器原理图 (36)附录B 锂电池充电器的PCB板 (37)附录C 锂电池充电器程序设计 (38)致谢 (58)第一章绪论1.1 课题背景随着信息技术的迅猛发展，信息化正以不可思议的速度渗透到各个领域，电池作为一项传统产业，正经历着前所未有的变革，特别是在通信、动力及军用领域，对电池均有新的要求，为了满足市场的需求，智能电池应运而生。

锂电池充电器设计原理
一．锂电池特性：
锂离子(Li-Ion)和锂聚合物(Li-Pol)电池具有重量轻，容量大，内阻小的特点，因而广泛使用。

但是它有极容易损坏，如果不按照它的充电特性，可充电次数将大大折扣。

1.锂电池充电分为以下四个阶段：
1).PRECHARGE 当电压降低到2.3V以下
2).CONST CURRENT CHARGE 电压在2.3V到4.2V之间
3).CONST VOLTAGE CHARGE 当电压>= 4.2V
4).TRICKLE CHAGE 当充电电流小于某个值
2.四个阶段说明：
1).precharge 一般取20mA, 预充10分钟
2).const charge 一般取0.2C, 充至4.2V,其间要求监视电池温度
3).const voltage charge 充至 < 某个电流值
4).trickle charge 当3结束后，以某一个极小的电流平衡自放电
二．充电流程：
三. 充电电路:
三菱的充电专用IC M62242
如图: 首先充电电流通过P-MOSFET调整管,流到0.1R的恒流取样电阻,经过一个二极管加到电池上.
TYPE端口为电池类型识别
TH 端口接电池的NTC,作为温度保护电路。

基于单片机的锂电池充电器设计锂电池是一种高能量密度、长寿命、轻巧的电池，被广泛应用于便携式电子设备、电动工具、无人机等领域。

为了正确而安全地充电锂电池，我们可以设计一个基于单片机的锂电池充电器。

本文将详细介绍此设计。

首先，我们需要明确设计的目标和要求。

一个理想的锂电池充电器应具备以下特点：充电电流可调；充电电流稳定性好；电池充电过程可实时监测；充电接口友好；具备过充保护、过放保护等安全保护机制。

基于这些要求，我们可以开始设计锂电池充电器。

一、电路设计1.电源电路设计：我们可以采用交流-直流变换的方式，将交流电源转换为直流电源供给锂电池充电器。

这里我们选择了一个标准的变压器、整流桥和滤波电容组成的整流电源模块。

变压器将交流电压转换为较低的交流电压，整流桥将交流电压整流为直流，滤波电容将直流电压进行平滑。

2.充电控制电路设计：充电控制电路是整个充电器的核心部分。

我们选择使用单片机作为控制器，采用PWM控制方式调节充电电流。

单片机内置了计数器和定时器功能，可以根据设定的参数控制PWM输出，实现电流的调节。

通过监控电池电压和充电电流，单片机还可以进行实时监测和保护控制。

3.充电保护电路设计：为了确保充电过程的安全，我们需要设计过充保护电路和过放保护电路。

过充保护电路主要用于监测电池电压，当电池电压超过设定的阈值时，会切断充电电路，以避免过充。

过放保护电路主要用于监测电池电压，当电池电压低于设定的阈值时，会切断充电电路，以避免过放。

这些保护电路一般使用功率MOS管来实现。

二、软件设计为了实现充电器的功能，我们需要编写相应的软件程序。

软件程序主要包括以下几个方面的功能：1.充电控制功能：根据选择的充电电流设置，通过PWM控制充电电流，并实时监测电池电压和充电电流。

2.充电保护功能：在充电过程中，实时监测电池电压，一旦电池电压超过设定的阈值，立即切断充电电路，避免过充。

一旦电池电压低于设定的阈值，立即切断充电电路，避免过放。