畢業(yè)設(shè)計基于單片機的鋰電池充電器設(shè)計

1、<p>　　基于單片機的鋰電池充電器設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電子技術(shù)的快速發(fā)展使得各種各樣的電子產(chǎn)品都朝著便攜式和小型輕量化的方向發(fā)展，也使得更多的電氣化產(chǎn)品采用基于電池的供電系統(tǒng)。目前，較多使用的電池有鎳鎘、鎳氫、鉛蓄電池和鋰電池。它們的各自特點決定了它們將在相當長的時期內(nèi)共存發(fā)展。由于不同類型電池的充電

2、特性不同，通常對不同類型，甚至不同電壓、容量等級的電池使用不同的充電器，但這在實際使用中有諸多不便。</p><p>　　本課題設(shè)計是一種基于單片機的鋰離子電池充電器，在設(shè)計上，選擇了簡潔、高效的硬件，設(shè)計穩(wěn)定可靠的軟件，詳細說明了系統(tǒng)的硬件組成，包括單片機電路、充電控制電路、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離電路，并對本充電器的核心器件—MAX1898充電芯片、AT89C2051單片機進行了較詳細的介紹。闡述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計

3、。以C語言為開發(fā)工具，進行了詳細設(shè)計和編碼。實現(xiàn)了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。</p><p>　　該智能充電器具有檢測鋰離子電池的狀態(tài)；自動切換充電模式以滿足充電電池的充電需要；充電器短路保護功能；充電狀態(tài)顯示的功能。在生活中更好的維護了充電電池，延長了它的使用壽命。</p><p>　　關(guān)鍵詞：充電器；單片機；鋰電池；MAX1898</p><p>　

4、　Lithium Battery Charger Design Based On Single Chip</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Electronic technology's fast development causes various electronic products develops toward

5、 portable and the small lightweight direction, It also causes the more electrification products to use based on battery's power supply system. At present, the many use's batteries have the nickel cadmium, the nic

6、kel hydrogen, the lead accumulator and the lithium battery. Their respective characteristic had decided they will coexist in a long time develop. Because the different type battery's charge charact</p><p&g

7、t;　　This topic design is one kind lithium ion battery charger which is based on Single Chip, in the design, it has chosen succinctly, the highly effective hardware, the design stable reliable software, explained in detai

8、l system's hardware composition, including the monolithic integrated circuit electric circuit, the charge control electric circuit, the voltage transformation and the light pair isolating circuit, and to this battery

9、 charger's core component - MAX1898 charge chip, at89C2051 monolithi</p><p>　　The intelligence battery charger has the examination lithium ion battery's condition; The automatic cut over charge patte

10、rn meets when rechargeable battery's charge needs; Battery charger has short circuit protection function; The charge condition demonstration's function. The battery charger has made the better maintenance recharg

11、eable battery in the life，and lengthened the rechargeable battery’s service life.</p><p>　　Key words：Charger; SCM; Lithium battery; MAX1898</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>&l

12、t;b>　　引 言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景2</p><p>　　1.2 課題研究的主要工作3</p><p>　　第2章 電池的充電方法與充電控制技術(shù)5</p><p>　　2.1

13、 電池的充電方法和充電器5</p><p>　　2.1.1 電池的充電方法5</p><p>　　2.1.2 充電器的要求和結(jié)構(gòu)9</p><p>　　2.1.3 單片機控制的充電器的優(yōu)點10</p><p>　　2.2 充電控制技術(shù)10</p><p>　　2.2.1 快速充電器介紹10</p>

14、;<p>　　2.2.2 快速充電終止控制方法11</p><p>　　第3章 鋰電池充電器硬件設(shè)計14</p><p>　　3.1 單片機電路14</p><p>　　3.2 電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離電路17</p><p>　　3.3 電源電路18</p><p>　　3.4 充電控制電路20&

15、lt;/p><p>　　3.4.1 MAX1898充電芯片20</p><p>　　3.4.2 充電控制電路的實現(xiàn)24</p><p>　　第4章 鋰電池充電器軟件設(shè)計26</p><p>　　4.1程序功能26</p><p>　　4.2 主要變量說明26</p><p>　　4.3

16、 程序流程圖26</p><p><b>　　結(jié)論與展望29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p>　　附錄A 電路原理圖32</p><p>　　附錄B

17、 外文文獻及其譯文33</p><p>　　附錄C 主要參考文獻的題錄及摘要40</p><p>　　附錄D 主要源程序42</p><p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖2-1 恒流電源充電電路5</p><p>　　圖2-2 準恒流充電電路5</p

18、><p>　　圖2-3 恒壓充電電路6</p><p>　　圖2-4 浮充方式充電電路6</p><p>　　圖2-5 涓流方式的簡單示意圖6</p><p>　　圖2-6 分階段充電的簡單示意圖7</p><p>　　圖2-7 －△V控制系統(tǒng)框圖7</p><p>　

19、　圖2-8 充電電池、電池電壓和充電時間的關(guān)系8</p><p>　　圖2-9 電池溫度檢測簡圖8</p><p>　　圖2-10 電池溫度和充電時間的關(guān)系9</p><p>　　圖2-11 充電器結(jié)構(gòu)框圖10</p><p>　　圖2-12 鋰電池的充電特性11</p><p>　　圖2-13

20、 快速充電器原理框圖12</p><p>　　圖3-1 6N137光耦合器18</p><p>　　圖3-2 lm7805樣品18</p><p>　　圖3-3 LM7805內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖19</p><p>　　圖3-4 LM7805功能框圖20</p><p>　　圖3-5 MAX18

21、98的引腳21</p><p>　　圖3-6 MAX1898的典型充電電路22</p><p>　　圖3-7 基于MAX1989的智能充電器的原理圖23</p><p>　　圖3-8 鋰離子電池充電電路25</p><p>　　圖4-1(a) 等待外部信號輸入27</p><p>　　圖4-1(b

22、) 外部中斷程序27</p><p>　　圖4-1(c) 定時器程序28</p><p>　　圖4-1 智能充電器的程序流程圖28</p><p><b>　　表格清單</b></p><p>　　表1-1 鉛酸、鎳鎘、鎳氫和鋰離子電池的性能比較2</p><p>　　表4-1

23、 P3口15</p><p>　　表4-2 LED指示燈狀態(tài)說明22</p><p>　　表5-1 變量及說明26</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　社會信息化進程的加快對電力、信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提出了更高的要求。在人們的生產(chǎn)、生活中，各種電氣、電子設(shè)備的應(yīng)用也越來越

24、廣泛，與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)、控制、信息等重要數(shù)據(jù)都要由電子信息系統(tǒng)來處理和存儲。而各種用電設(shè)備都離不開可靠的電源，如果在工作中間電源中斷，人們的生產(chǎn)和生活都將受到不可估量的經(jīng)濟損失。</p><p>　　對于由交流供電的用電設(shè)備，為了避免出現(xiàn)上述不利情況，必須設(shè)計一種電源系統(tǒng)，它能不間斷地為人們的生產(chǎn)和生活提供以安全和操作為目的可靠的備用電源。為此，以安全和操作為目的的備用電源設(shè)備

25、上都使用充電電池。這樣，即使電力網(wǎng)停電，也可利用由充電電池構(gòu)成的安全和操作備用電源，從容地采用其他應(yīng)急手段，避免重大損失的發(fā)生。而對于采用充電電池供電的用電設(shè)備，從生產(chǎn)、信息、供電安全角度來說，充電電池在系統(tǒng)中處于及其重要的地位。</p><p>　　同時，具體到生活方面，隨著社會的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品小型化、便攜化也使得充電電池越來越重要，鋰離子電池有較高的比能量，放電曲線平穩(wěn)，自放電率低，循環(huán)壽命長，具有良好的

26、充放電性能，可隨充隨放、快充深放，無記憶效應(yīng)，不含鎘、鉛、汞等有害物質(zhì)，對環(huán)境無污染，被稱為綠色電池。基于這些特性，所以鋰電池得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。鋰電池充電器是為鋰離子充電電池補充能源的靜止變流裝置，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個用電系統(tǒng)的安全性和可靠性指標。</p><p>　　本論文從鋰電池技術(shù)特性、充電技術(shù)、充電器電路結(jié)構(gòu)、充電器典型電路和電池保護等方面，多角度地闡述了充電技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。</p

27、><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　電池是一種化學電源，是通過能量轉(zhuǎn)換而獲得電能的器件。二次電池是可多次反復(fù)使用的電池，它又稱為可充電池或蓄電池。當對二次電池充電時，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，實現(xiàn)向負荷供電，伴隨吸熱過程。對于二次電池，其性能參數(shù)很多，主要有以下4個指標：</p&

28、gt;<p>　?、俟ぷ麟妷海弘姵胤烹娗€上的平臺電壓。</p><p>　　②電池容量：常用單位為安時(Ah)和毫安時(mAh)。</p><p>　　③工作溫區(qū)：電池正常放電的溫度范圍。</p><p>　?、茈姵卣９ぷ鞯某洹⒎烹姶螖?shù)。</p><p>　　二次電池的性能可由電池特性曲線表示，這些特性曲線包括充電曲線、放電

29、曲線、充放電循環(huán)曲線、溫度曲線等。二次電池的安全性可用特性的安全檢測方式進行評估。二次電池能夠反復(fù)使用，符合經(jīng)濟使用原則。對于市場上二次電池的種類，大致分為：鉛酸(LA)電池、鎳鎘(NiCd)電池、鎳氫(NiMH)電池和鋰離子(Li–ion)電池。 </p><p>　　1.二次電池的性能比較</p><p>　　鉛酸、鎳鎘、鎳氫和鋰離子電池的性能比較見表1-1。</p>&

30、lt;p>　　表1-1 鉛酸、鎳鎘、鎳氫和鋰離子電池的性能比較</p><p>　　2.鎳氫電池、鎳鎘電池與鋰離子電池之間的差異</p><p><b>　　(1)重量方面</b></p><p>　　以每一個單元電池的電壓來看，鎳氫電池與鎳鎘電池都是1.2V，而鋰離子電池為3.6V，鋰離子電池的電壓是鎳氫、鎳鎘電池的3倍。并且，同型電池

31、的重量鋰離子電池與鎘鎳電池幾乎相等，而鎳氫電池卻比較重。但鋰離子電池因端電壓為3.6V，在輸出同電池的情況下，單個電池組合時數(shù)目可減少2/3從而使成型后的電池組重量和體積都減小。</p><p><b>　　(2)記憶效應(yīng)</b></p><p>　　鎳氫電池與鎳鎘電池不同，它沒有記憶效應(yīng)。對于鎳鎘電池來說，定期的放電管理是必需的。這種定期放電管理屬于模糊狀態(tài)下的被動

32、管理，甚至是在鎳鎘電池荷電量不確切的情況下進行放電(每次放電或者使用幾次后進行放電都因生產(chǎn)廠的不同有所差異)，這種煩瑣的放電管理在使用鎳鎘電池時是無法避免的。相對而言，鋰離子電池沒有記憶效應(yīng)，在使用時非常方便，完全不用考慮二次電池殘余電壓的多少，可直接進行充電，充電時間自然可以縮短。</p><p>　　記憶效應(yīng)一般認為是長期不正確的充電導致的，它可以使電池早衰，使電池無法進行有效的充電，出現(xiàn)一充就滿、一放就完的

33、現(xiàn)象。防止電池出現(xiàn)記憶效應(yīng)的方法是，嚴格遵循“充足放光”的原則，即在充電前最好將電池內(nèi)殘余的電量放光，充電時要一次充足。通常鎳鎘電池容易出現(xiàn)記憶效應(yīng)，所以充電時要特別注意；鎳氫電池理論上沒有記憶效應(yīng)，但使用中最好也遵循“充足放光”的原則，這也就是很多充電器提供放電附加功能的原因。對于由于記憶效應(yīng)而引起容量下降的電池，可以通過一次充足再一次性放光的方法反復(fù)數(shù)次，大部分電池都可以得到修復(fù)。</p><p><b

34、>　　(3)自放電率</b></p><p>　　鎳鎘電池為15%～30%月，鎳氫電池為25%～35%月，鋰離子電池為2%～5%。鎳氫電池的自放電率最大，而鋰離子電池的自放電率最小。</p><p><b>　　(4)充電方式</b></p><p>　　鋰離子電池已易受到過充電、深放電以及短路的損害。單體鋰離子電池的充電電壓

35、必須嚴格限制。充電速率(蓄電池的充電電流通常用充電速率C表示，C為蓄電池的額定容量，例如用2A的電流對1Ah電池充電，充電速率就是2C；同樣地，用2A電流對500mAh電池充電，充電速率就是4C)通常不超過1C，最低放電電壓為2.7～3.0V，如再繼續(xù)放電，則會損害電池。鋰離子電池以恒流轉(zhuǎn)恒壓方式進行充電。采用1C充電速率充電至4.1V時，充電器應(yīng)立即轉(zhuǎn)入恒壓充電，充電電流逐漸減小；當電池充足電后，進入涓流充電過程。為避免過充電或過放電

36、，鋰離子電池不僅在內(nèi)部設(shè)有安全機構(gòu)，充電器也必須采取安全保護措施，以監(jiān)測鋰離子電池的充放電狀態(tài)。</p><p><b>　　3.課題研究的意義</b></p><p>　　本課題研究的對象主要是鋰離子電池的充電原理和充電控制。鋰離子電池的充電設(shè)備需要解決的問題有:</p><p>　　(1)能進行充電前處理，包括電池充電狀態(tài)鑒定、預(yù)處理。&l

37、t;/p><p>　　(2)解決充電時間長、充電效率低的問題。</p><p>　　(3)改善充電控制不合理，而造成過充、欠充等問題，提高電池的使用性能和使用壽命。</p><p>　　(4) 通過加強單片機的控制，簡化外圍電路的復(fù)雜性，同時增加自動化管理設(shè)置，減輕充電過程的勞動強度和勞動時間，從而使充電器具有更高的可靠性、更大的靈活性，且成本低。</p>

38、<p>　　本課題研究的意義在于：</p><p>　　(1)充分研究鋰離子電池的充放電特性，尋找有效的充電及電池管理途徑。</p><p>　　(2)使充電設(shè)備具有完善的自診斷功能和適時處理功能。</p><p>　　(3)實現(xiàn)充電器具備強大的功能擴展性，以便為該充電器的后續(xù)功能升級提供平臺。</p><p>　　1.2 課題研

39、究的主要工作 </p><p>　　本文主要研究鋰電池的充電方法，在此基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)設(shè)計和電路設(shè)計，并通過實驗結(jié)果對充電控制方法測試驗證。具體結(jié)構(gòu)如下:</p><p>　　第一章 緒論。首先介紹了課題研究的背景，再介紹了鋰電池的特點和在應(yīng)用中存在的主要問題及課題研究的意義和主要工作，這是該論文的設(shè)計基礎(chǔ)。</p><p>　　第二章 電池的充電方法與充電控制技術(shù)。

40、主要介紹了電池的充電方法和鋰電池的快速充電終止控制方法，確保在充電控制過程中不過充、不損壞電池。</p><p>　　第三章 鋰電池充電器電路設(shè)計。選擇控制芯片進行介紹和比較。在此基礎(chǔ)之上，對該電路的充電控制芯片進行選擇、介紹與分析。</p><p>　　第四章 通過C語言軟件編程設(shè)計出鋰電池快速充電器電路，來實現(xiàn)對鋰電池的自動化控制充電。</p><p>　　第2

41、章 電池的充電方法與充電控制技術(shù)</p><p>　　2.1 電池的充電方法和充電器</p><p>　　2.1.1 電池的充電方法</p><p><b>　　1.恒流充電</b></p><p><b>　　(1)恒流充電</b></p><p>　　充電器的交流電源電壓

42、通常會波動，充電時需采用一個直流恒流電源(充電器)。當采用恒流充電時，可使電池具有較高的充電效率，可方便地根據(jù)充電時間來決定充電是否終止，也可改變電池的數(shù)目。恒流電源充電電路如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 恒流電源充電電路</p><p><b>　　(2)準恒流充電</b></p><p>　　準恒流充電電路如圖2-2所示

43、。在此種電路中，通過直流電源和電池之間串聯(lián)上一個電位器，以增加電路內(nèi)阻來產(chǎn)生恒定電流。電阻值根據(jù)充電末期的電流進行調(diào)整，使電流不會超過電池的允許值。由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，此種充電電路被廣泛應(yīng)用充電器中。</p><p>　　圖2-2 準恒流充電電路</p><p><b>　　2.恒壓充電</b></p><p>　　恒壓充電電路如圖2-

44、3所示。恒壓充電是指每只單體電池均以某一恒定電壓進行充電。當對電池進行這一充電時，電池兩端的電壓決定了充電電流。這種充電方式的充電初期電流較大，末期電流較小。充電電流會隨著電壓的波動而變化，因此充電電流的最大值應(yīng)設(shè)置在充電電壓最高時，以免時電池過充電。</p><p>　　另外，這種充電方式的充電末期電壓在達到峰值后會下降。電池的充電電流將變大，會導致電池溫度升高。隨著電池溫度升高，電壓下降，將造成電池的熱失控，

45、損害電池的性能。</p><p>　　圖2-3 恒壓充電電路</p><p><b>　　3.浮充方式</b></p><p>　　在浮充方式中，電池以很小的電流(C/30～C/20)進行充電，以使電池保持在滿充狀態(tài)。浮充方式廣泛應(yīng)用于電池作為備用電源或應(yīng)急電源的電氣設(shè)備中。常規(guī)浮充方式充電電路如圖2-4所示。</p><

46、;p>　　圖2-4 浮充方式充電電路</p><p><b>　　4.涓充方式</b></p><p>　　電池與負載并聯(lián)，同時電池與電源(充電器)相連。正常情況下，直流電源作為負載的工作電源，并以涓充方式為電池充電，只有當負載變得很大、直流電源端電壓低于電池端電壓或直流電源停止供電后，電池才對負載放電。在這種方式下，充電電流由使用模式?jīng)Q定。它通常使用在緊急

47、電源、備用電源或電子表等不允許斷電的場合。下圖2-5為涓充方式的簡單示意圖。</p><p>　　圖2-5 涓流方式的簡單示意圖</p><p><b>　　5.分階段充電方式</b></p><p>　　在分階段充電方式中，在電池充電的初始階段充電電流較大。當電池電壓達到控制點時，電池轉(zhuǎn)為以涓流方式充電。分階段充電方式是電池最理想的充電方

48、式，但缺點是充電電路復(fù)雜和成本較高。另外，需增設(shè)控制點的電池電壓的監(jiān)測電路。分階段充電方式的簡單示意圖如圖2-6所示。</p><p>　　圖2-6 分階段充電的簡單示意圖</p><p><b>　　6.快速充電</b></p><p>　　在用大電流短時間對電流充電時，需用電池電壓檢測和控制電路。該電路在電池充電末期實時檢測電池電壓和電

49、池溫度，并且根據(jù)檢測參數(shù)控制充電過程。</p><p><b>　　(1)電池電壓檢測</b></p><p>　　在大電流充電末期，檢測電池電壓，當電池電壓達到設(shè)定值時，將大電流充電轉(zhuǎn)成小電流充電。采用小電流充電方式是為了保證電池充電容量?？刂齐娐吩O(shè)置的充電截止電壓必須比充電峰值電壓低。</p><p><b>　　(2)－△V檢測

50、</b></p><p>　　電池充電過程的充電電流是通過檢測電池充電末期的電壓降來進行控制的，－△V控制系統(tǒng)框圖如圖2-7所示。采用－△V控制系統(tǒng)的充電控制電路，當充電峰值電壓確定后，若－△V檢測電路檢測的電壓降達到設(shè)定值，控制電路將使大電流充電電路分斷。電池的充電電流、電池電壓和充電時間的關(guān)系如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-7 －△V控制系統(tǒng)框圖</p

51、><p>　　圖2-8 充電電池、電池電壓和充電時間的關(guān)系</p><p><b>　　(3)電池溫度檢測</b></p><p>　　電池在充電末期，負極發(fā)生氧復(fù)合反應(yīng)產(chǎn)生熱量，使電池溫度升高。由于電池溫度升高將導致充電電流增大，為控制充電電流，可在電池外殼上設(shè)置溫度傳感器或電阻等溫度檢測元件。當電池溫度達到設(shè)定值時，電池充電電路被切斷。下面

52、即給出了電池溫度檢測簡圖和電池溫度與充電時間的關(guān)系圖。</p><p>　　圖2-9 電池溫度檢測簡圖</p><p>　　圖2-10 電池溫度和充電時間的關(guān)系</p><p>　　2.1.2 充電器的要求和結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　1.充電器的要求</b></p><p>　　對

53、充電器的要求是：安全，快速，省電，功能全，使用方便，價格便宜。</p><p>　　快速充電器(1C～4C的充電器)的安全更為重要，終止快速充電的檢測方法要可靠、精確，以防止過充電。另外，一些充電器集成電路還設(shè)有充電時間定時器來作為一種附加的安全措施。</p><p>　　功能全的充電器一般具有電池電壓檢測功能。若充電電池的電壓大于終止放電電壓，為防止“記憶效應(yīng)”產(chǎn)生，應(yīng)先放電至終止放電電

54、壓，然后自動充電。先進行快速充電，到終止快速充電時自動轉(zhuǎn)為涓流充電，各個充、放電過程都有LED指示。功能較齊全的充電器還應(yīng)具有充電率的設(shè)定(選擇)、充電電池數(shù)的設(shè)定、涓流電流大小設(shè)定、定時器時間設(shè)定、充電前電池狀態(tài)測定(判斷電池好壞及安裝是否良好)等功能，并可根據(jù)電池的溫度來選擇充電參數(shù)(電池溫度過低時不宜快充)。</p><p>　　當充電電流較小時可采用線性電源，充電電流較大時常采用開關(guān)電源，它既省電又解決發(fā)

55、熱問題，并有可能由市電直接整流經(jīng)AC／DC變換獲得低壓直流電，可省去笨重的工頻變壓器。</p><p>　　2.充電器的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　早期的充電器是沒有處理器的,它主要由充電器集成電路及電源部分組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，引腳也較多。一般的功能較完善的充電器結(jié)構(gòu)框圖如圖2-11 AA線右邊所示。</p><p>　　圖2-11 充電器結(jié)構(gòu)框圖<

56、;/p><p>　　2.1.3 單片機控制的充電器的優(yōu)點</p><p>　　目前，市場上有大量的電池管理芯片，針對充電器開發(fā)的電池充電管理芯片業(yè)很多，可以直接使用這些芯片進行充電器的設(shè)計。</p><p>　　但是，充電器實現(xiàn)的方式不同導致其充電效果不同。由于采用大電流的快速充電法，所以在電池充滿后如不及時停止會使電池發(fā)燙，過度的過充會嚴重損害電池的壽命。一些低成本的

57、充電器采用電壓比較法，為了防止過充一般充電到90%就停止大電流快充，采用小電流涓流補充充電。一般的，為了使得電池充電充分，容易造成過充，表現(xiàn)為有些充電器在充電終了時電池經(jīng)常發(fā)燙，電池在充電后期明顯發(fā)燙一般說明電池已過充。設(shè)計比較科學的充電器采用專業(yè)充電控制芯片，具備業(yè)界公認較好的―ΔV檢測，可以檢測出電池充電飽和時發(fā)出的電壓變化信號，比較精確地結(jié)束充電工作。</p><p>　　這些芯片往往具備了充電過程控制，加

58、上單片機對充電后的功能，如圖2-11所示。還可加入關(guān)斷電源、蜂鳴報警和液晶顯示等，就可以完成一個比較實用的充電器。</p><p>　　2.2 充電控制技術(shù)</p><p>　　2.2.1 快速充電器介紹</p><p>　　快速充電器的特點是對充電電池采用大電流充電。常用的充電電流值為0.3～2小時率電流。小時率電流值是由公式C(Ah)/t(h)規(guī)定的，其中C代表

59、電池額定容量，t代表時間。例如用1小時率電流對5號鋰電池快速充電，根據(jù)0.5(Ah)／1(h)＝500(mA)，即采用500mA的充電電流(一般慢速充電，選用10小時率電流)。</p><p>　　性能完善的快速充電器，其原理圖如圖2-12所示：</p><p>　　圖2-12 快速充電器原理框圖</p><p>　　其中的主控電路有多種類型：</p>

60、;<p><b>　　(1)定時型</b></p><p>　　對電池進行定時充電，主控電路采用定時電路，定時時間可由充電電流決定。定時主控電路常設(shè)置不同的時間以控制不同的小時率電流對電池按時間分擋充電，使用很方便。由于定時器制作容易，所以常用它自制定時快速充電器。自制時，為了充電安全，最好選大于5小時率的電流充電。</p><p>　　(2)電壓峰值增

61、量△V型</p><p>　　有的可充電電池在充電時端電壓隨充電時間的增長而上升，但充足電后端電壓開始下降。設(shè)計主控電路時，利用該特性監(jiān)測電池電壓出現(xiàn)峰值之后的微量下降，以控制充電結(jié)束，達到自動充電的目的。這也稱為－△V法。由于這種控制電路比較復(fù)雜，故不適于自制。</p><p><b>　　(3)其他主控電路</b></p><p>　　主控

62、電路除上述兩種以外，還有溫度監(jiān)測和脈寬調(diào)制(PWM)控制電路。溫度監(jiān)測常用熱敏電阻監(jiān)測電池溫度。當電池溫度高于設(shè)定值時，立即停止快速充電，即使電池溫度下降后，充電器也不會啟動工作。只有它復(fù)位(人工或自動)后，才能啟動再次轉(zhuǎn)人快速充電。</p><p>　　2.2.2 快速充電終止控制方法</p><p>　　充電控制技術(shù)是充電器系統(tǒng)中軟件設(shè)計的核心部分。根據(jù)充電電池的原理，將鋰電池的電壓曲

63、線分為三段，具體見圖2-13。</p><p>　　圖2-13 鋰電池的充電特性</p><p>　　由于鋰電池的最佳充電過程無法用單一量實現(xiàn)，在這三段應(yīng)分別采用不同的控制方式。具體為:進入B—C段之前，電池電量己基本用完，此時采用恒定的小電流充電。當進入B—C段時，若采用恒流充電，電流過大會損壞電池，電流過小使充電時間過長，根據(jù)電壓變化情況控制充電電流，使電池充電已滿，若此時停止充電

64、，電池會自放電。為防止自放電現(xiàn)象發(fā)生，采用浮充維護充電方式，用小電流進行涓流充電。</p><p>　　在恒流充電狀態(tài)下，不斷檢測電池端電壓，當電池電壓達到飽和電壓時，恒流充電狀態(tài)終止，自動進入恒壓充電狀態(tài)；恒壓充電時，保持充電電壓不變。由于電池內(nèi)阻不斷變大，導致充電電流不斷下降，當充電電流下降到恒流狀態(tài)下充電電流的1/10時，終止恒壓充電，進入浮充維護充電階段。</p><p>　　電池

65、在充滿電后，如果不及時停止充電，電池的溫度將迅速上升。溫度的升高將加速板柵腐蝕速度及電解液的分解，從而縮短電池壽命、容量下降。為了保證電池充足電又不過充電，可以采用定時控制、電壓控制和溫度控制等多種終止充電的方法。</p><p><b>　　(1)定時控制</b></p><p>　　該方法適用于恒流充電。采用恒流充電法時，根據(jù)電池的容量和充電電流，可以很容易的確定

66、所需的充電時間。充電的過程中，達到預(yù)定的充電時間后，定時器發(fā)出信號，使充電器迅速停止充電或者將充電電流迅速將至浮充維護充電電流，這樣可以避免電池長時間大電流過充電。</p><p>　　這種控制方法較簡單，但有其缺點：充電前，電池的容量無法準確知道，而且電池和一些元器件的發(fā)熱使充電電能有一定的損失，實際的充電時間很難確定。而該方法充電時間是固定的，不能根據(jù)電池充電前的狀態(tài)而自動調(diào)整，結(jié)果使有的電池可能充不足電，有

67、的電池可能過充電，因此，只有充電速率小于0.3C時，才采用這種方法。</p><p><b>　　(2)電池電壓控制</b></p><p>　　在電壓控制法中，最容易檢測的是電池的最高電壓。常用的電壓控制法有：</p><p>　　最高電壓(VMAX)：從充電特性曲線可以看出，電池電壓達到最大值時，電池即充足電。充電過程中，當電池電壓達到規(guī)定

68、值后，應(yīng)立即停止快速充電。這種控制方法的缺點是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電電壓也有差別，因此采用這種方法不可能非常準確地判斷電池己足充電。</p><p>　　電壓負增量(－△V)：由于電池電壓的負增量與電池組的絕對電壓無關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準確地判斷電池己充足電。這種控制方法的缺點是：①從多次快速充電實驗中發(fā)現(xiàn)，電池充足電之前

69、，也有可能出現(xiàn)局部電壓下降的情況，使電池在未充足電時，由于檢測到了負增量而停止快充；②鎳鎘電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較長時間，才出現(xiàn)負增量，此時過充電較嚴重，此時電池的溫度較高，對電池有所損害。因此，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。</p><p>　　電壓零增量(△V)：鋰電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負增量的時間過久而損壞電池，通常采用0△V控制法。這種方法的缺點是：未充足電以前，電池電壓在某一段時間內(nèi)

70、可能變化很小，若此時誤認為0△V出現(xiàn)而停止充電，會造成誤操作。為此，目前大多數(shù)鋰電池快速充電器都采用高靈敏0△V檢測，當電池電壓略有降低時，立即停止快速充電。</p><p><b>　　(3)電池溫度控制</b></p><p>　　為了避免損壞電池，電池溫度上升到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止快速充電。常用的溫度控制方法有：</p><p>　　

71、最高溫度(TMAX)：充電過程中，通常當電池溫度達到40℃時，應(yīng)立即停止快速充電，否則會損害電池。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測。這種方法的缺點是熱敏電阻的響應(yīng)時間較長，溫度檢測有一定滯后。</p><p>　　溫度變化率(△T/△t)：充電電池在充電的過程中溫度都會發(fā)生變化，在充足電后，電池溫度迅速上升，而且上升速率△T/△t基本相同，當電池溫度每分鐘上升1℃時，應(yīng)當立即終止快速充電。應(yīng)當說明，

72、由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線性的，因此，為了提高檢測精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響。</p><p>　　采用溫度控制法時，由于熱敏電阻響應(yīng)時間較長，再加上環(huán)境溫度的影響，因此，不能準確的檢測電池的充足電狀態(tài)。</p><p><b>　　(4)綜合控制法</b></p><p>　　以上各種控制方法各有其優(yōu)缺點：由于存在電池個體的差

73、異和個別的特殊電池，若只采用一種方法，則會很難保證電池較好的充電。為了保證在任何情況下均能可靠的檢測電池的充足電狀態(tài)，可采用具有定時控制、溫度控制和電池電壓控制功能的綜合控制法。</p><p>　　鑒于定時控制、溫度控制、最高電壓控制等單獨作為終止條件使用的局限性，有的系統(tǒng)中鋰電池的充電終止也采用綜合控制法。鋰電池是以零增量檢測為主，時間、溫度和電壓檢測為輔的方式。系統(tǒng)在充電過程檢測有無零增量(△V)出現(xiàn)，作為

74、判斷電池已充滿的正常標準，同時判斷充電時間、電池溫度及端電壓，是否已超過預(yù)先設(shè)定的保護值作為輔助檢測手段。當電池電壓超過檢測門限時，系統(tǒng)會檢測有無零增量出現(xiàn)，若出現(xiàn)△V，則認為電池正常充滿，進入浮充維護狀態(tài)；在充電過程中，系統(tǒng)會一直判斷充電時間、電池溫度及端電壓是否己到達或超過了充電保護條件。若其中有一個條件滿足，系統(tǒng)會終止現(xiàn)有充電方式，進入浮充維護狀態(tài)。</p><p>　　第3章 鋰電池充電器硬件設(shè)計<

75、/p><p>　　3.1 單片機電路部分 </p><p><b>　　1．AT89C51</b></p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C

76、2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C系列單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p>&

77、lt;p>　　(1)主要特性：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的

78、閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p><b>　　(2)管腳說明：</b></p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，

79、每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被

80、外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器

81、進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電

82、流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表3-1所示：</p><p>　　表3-1 P3口</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/P

83、ROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。

84、如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　EA/VPP：當EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，EA將內(nèi)部鎖定為

85、RESET；當EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　(3)振蕩器特性：</b></p><p&

86、gt;　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　(4)芯片擦除：</b></p><p>　　整個PE

87、ROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到

88、下一個硬件復(fù)位為止。</p><p>　　2．AT89C2051</p><p>　　AT89C2051單片機是51系列單片機的一個成員，是8051單片機的簡化版。內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲器的低電壓、高性能COMS八位微處理器，與Intel MCS-51系列單片機的指令和輸出管腳相兼容。由于將多功能八位CPU和閃速存儲器結(jié)合在單個芯片中，因此，AT89C2051構(gòu)成的單片機系統(tǒng)

89、是具有結(jié)構(gòu)最簡單、造價最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，減少了硬件開銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價比。</p><p>　　AT89C2051是一個有20個引腳的芯片，引腳配置如圖3所示。與8051相比，AT89C2051減少了兩個對外端口（即P0、P2口），使它最大可能地減少了對外引腳下，因而芯片尺寸有所減小。</p><p>　　AT89C2051芯

90、片的20個引腳功能為：</p><p><b>　　VCC 電源電壓。</b></p><p><b>　　GND 接地。</b></p><p>　　RST 復(fù)位輸入。當RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個機器周期時，所有I/O引腳復(fù)位至“1”。</p><p>　　XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時

91、鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2 來自反向振蕩放大器的輸出。</p><p>　　P1口8位雙向I/O口。引腳P1.2～P1.7提供內(nèi)部上拉，當作為輸入并被外部下拉為低電平時，它們將輸出電流，這是因內(nèi)部上拉的緣故。P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AIN0）和反向輸入（AIN1），P1口輸出緩沖器能接收20mA電流，并能直接驅(qū)動LED顯示

92、器；P1口引腳寫入“1” 后，可用作輸入。在閃速編程與編程校驗期間，P1口也可接收編碼數(shù)據(jù)。</p><p>　　P3口 引腳P3.0～P3.5與P3.7為7個帶內(nèi)部上拉的雙向I/0引腳。P3.6在內(nèi)部已與片內(nèi)比較器輸出相連，不能作為通用I/O引腳訪問。P3口的輸出緩沖器能接收20mA的灌電流；P3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉，可用輸入。P3口也可用作特殊功能口，其功能見表1。P3口同時也可為閃速存儲器編程和編程校驗

93、接收控制信號。</p><p>　　3.2 電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離電路部分 </p><p>　　耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦，是開關(guān)電源電路中常用的器件。</p><p>　　耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件

94、之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端

95、隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。</p><p>　　本次設(shè)計選擇了6N137光耦合器：</p><p>　　6N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個850 nm波長AlGaAs LED和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。

96、具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL兼容，高速(典型為10MBd)，5mA的極小輸入電流。</p><p><b>　　特性：</b></p><p>　?、俎D(zhuǎn)換速率高達10MBit/s;</p><p>　?、跀[率高達10kV/us;</p><p><b>　?、凵瘸鱿禂?shù)為8;

97、</b></p><p><b>　?、苓壿嬰娖捷敵?</b></p><p><b>　?、菁姌O開路輸出;</b></p><p><b>　　工作參數(shù)：</b></p><p>　　最大輸入電流，低電平：250uA 最大輸入電流，高電平：15mA 最大允許低電

98、平電壓(輸出高)：0.8v 最大允許高電平電壓：Vcc 最大電源電壓、輸出：5.5V 扇出(TTL負載)：8個(最多) 工作溫度范圍：-40°C to +85°C 典型應(yīng)用：高速數(shù)字開關(guān)，馬達控制系統(tǒng)和A/D轉(zhuǎn)換等 </p><p>　　6N137光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管腳如圖所示。</p><p>　　圖3-1 6N137光耦合器

99、 6N137光耦合器的真值表</p><p>　　需要注意的是，在6N137光耦合器的電源管腳旁應(yīng)有—個0.1uF的去耦電容。在選擇電容類型時，應(yīng)盡量選擇高頻特性好的電容器，如陶瓷電容或鉭電容，并且盡量靠近6N137光耦合器的電源管腳；另外，輸入使能管腳在芯片內(nèi)部已有上拉電阻，無需再外接上拉電阻。</p><p>　　6N137光耦合器的使用需要注意兩點：第一是6N137光耦合器的第6腳

100、Vo輸出電路屬于集電極開路電路，必須上拉一個電阻；第二是6N137光耦合器的第2腳和第3腳之間是一個LED，必須串接一個限流電阻。</p><p>　　3.3 電源產(chǎn)生電路部分 </p><p><b>　　LM7805介紹</b></p><p>　　電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的lm78××系列和<

101、;/p><p>　　圖3-2 lm7805樣品</p><p>　　負電壓輸出的lm79××系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO- 220 的標準封裝，也有l(wèi)m9013樣子的TO-92封裝。用lm78/lm79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，且有一定的電壓、電流輸

102、出，能夠獲得不同的電壓和電流，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的lm78或lm79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如lm7806表示輸出電壓為正6V，lm7909表示輸出電壓為負9V。 </p><p>　　因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。</p><p>　　2.LM7805 主要特點

103、</p><p>　?、?輸出電流可達 1A</p><p>　?、?輸出電壓有：5V</p><p><b>　?、?過熱保護</b></p><p><b>　?、?短路保護</b></p><p>　?、?輸出晶體管 SOA 保護</p><p>

104、;　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 LM7805內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　功能框圖：</b></p><p>　　圖3-4 LM7805功能框圖</p><p>　　3.4 充電控制電路部分 </p><p>　　3.4.1 MAX1898充

105、電芯片</p><p>　　1.如何選擇電池充電芯片</p><p>　　選擇電池充電芯片時需要結(jié)合實際的應(yīng)用，具體的選擇標準有以下幾點。</p><p>　?、俜庋b：即芯片的大小，對于體積有要求的場合需要選擇合適的封裝。</p><p>　　②電流大?。撼潆姷碾娏鞔笮Q定充電時間。</p><p>　　③充電方式：即

106、是快充、慢充還是可以控制充電過程。</p><p>　　④使用的電池類型：不同的電池需要不同的充電器。</p><p><b>　　2．MAX1898</b></p><p>　　(1)如何使用MAX1898</p><p>　　MAX1898是本次設(shè)計充電器中的一個關(guān)鍵的器件。首先需要了解MAX1898的一些基本的特性

107、和功能。</p><p>　　MAX1898配合外部PNP或PMOS晶體管可以組成完成的單節(jié)鋰電池充電器。MAX1898提供精確的恒流/恒壓充電。電池電壓調(diào)節(jié)精度為±0.75%，提高了電池性能并延長了使用壽命。充電電流由用戶設(shè)定，采用內(nèi)部檢流，無需外部檢流電阻。MAX1898提供了用于監(jiān)視充電狀態(tài)的輸出、輸入電源是否與充電器連接的輸出指示和充電電路指示。</p><p>　　MA

108、X1898可對所有化學類型的鋰離子電池進行安全充電。電池調(diào)節(jié)電壓為4.2V，采用10引腳、超薄型μMAX封裝，在更小的尺寸內(nèi)集成了更多的功能，只需少數(shù)外部元件。</p><p>　　MAX1898的基本特點如下：</p><p>　?、?.5V~12V輸入電壓范圍；</p><p><b>　　②內(nèi)置檢流電阻；</b></p>&

109、lt;p>　?、?#177;0.75%電壓精度；</p><p><b>　?、芸删幊坛潆婋娏?；</b></p><p>　?、葺斎腚娫醋詣訖z測；</p><p>　　⑥LED充電狀態(tài)指示；</p><p><b>　?、邫z流監(jiān)視輸出。</b></p><p>　　MA

110、X1898的引腳如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 MAX1898的引腳</p><p>　　MAX1898的引腳功能如下。</p><p>　?、買N：傳感器輸入，檢測輸入電壓和電流。</p><p>　?、贑HG：LED驅(qū)動電路。</p><p>　?、跡N/OK：邏輯電平輸入允許/電源輸入“好”。&

111、lt;/p><p>　　④ISET：電流調(diào)節(jié)。</p><p>　　⑤CT：安全的充電時間設(shè)置。</p><p>　?、轗STRT：自動重新啟動控制引腳。</p><p>　　⑦BATT：接單個Li+的正極。</p><p><b>　　⑧GND：地。</b></p><p>

112、　?、酓RV：外接電阻驅(qū)動器。</p><p>　?、釩S：電流傳感器輸入。</p><p>　　MAX1898外接限流型充電電源和P溝道場效應(yīng)管，可以對單節(jié)鋰離子電池進行安全有效的快充，其最大特點是在不使用電感的情況下仍能做到很低的功效耗散，可以實現(xiàn)預(yù)充電，具有過壓保護和溫度保護功能，最長充電時間限制為鋰離子電池提供二次保護。MAX1898的典型充電電路如圖3-6所示。</p>

113、;<p>　　圖3-6中的MAX1898內(nèi)部電路包括：輸入調(diào)節(jié)器、電壓檢測器、充電電流檢測器、定時器、溫度檢測器和主控制器。輸入電流調(diào)節(jié)電路用于限制電源的總輸入電流，包括系統(tǒng)負載電流與充電電流，當檢測到輸入電流大于設(shè)定的限流門限時，通過降低電池充電電流可達到控制輸入電流的目的。因為系統(tǒng)工作時電源電流的變化范圍較大，如果充電器沒有輸入電流檢測功能，則輸入電源(墻上適配器或其他直流電源)必須能夠提供最大負載電流與最大充電電流之