如何给单片机锂电池设计充电器

1引言

跟着微电子技能的快速开展，使得各式各样的电子产品不断的出现，并朝着便携和小型轻量化的趋势开展，为了能够更加有效地运用这些电子产品，可充电电池得到快速的开展。常见的可充电电池包含镍氢电池、镍镉电池、锂电池和聚合物电池等。其间，锂电池以其高的能量密度、安稳的放电特性、无回忆效应和运用寿命长等长处得到广泛的运用。现在绝大多数的手机、数码相机等均运用锂电池。电池的运用寿命和单次循环运用时刻与充电器维护进程和运用情况密切相关。一部好的充电器不但能在短时刻内将电量足够，并且还能够对电池起到必定的维护效果，修正因为运用不当而形成的回忆效应，即电池活性阑珊现象。

2锂电池的主要特点

1）高能量密度，锂离子电池的分量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40%~50%，镍氢的20%~30%.因而，锂电池具有更高的分量能量比、体积能量比。

2）高电压，单节锂电池电压平均为3.6V，等于三只镍镉或镍氢充电电池的串联电压。

3）自放电小，可长期寄存。

4）无回忆效应，锂电池不存在镍镉电池的所谓回忆效应，所以锂电池充电前无须放电。

5）寿命长，正常作业条件下，锂电池充放电循环次数远大于500次。

6）多个锂电池能够随意并联运用。

7）无污染，因为锂电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染。

8）快速充电，运用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可使锂电池在1-2小时内得到满充。锂电池与其他可充电电池比较，其价格相对较高。可是跟着技能的开展，锂电池的性价比越来越高，现在已广泛运用在各类便携式移动设备上。

3锂电池充电器的硬件规划计划

3.1体系结构框图

体系硬件电路由单片机电路、电压转化及光耦合阻隔电路、充电操控电路三部分组成。经过单片机的操控完成预充、快充、满充、断电、报警等充电进程。

3.252单片机电路原理图

单片机芯片为atmel公司的at89c52单片机，B1为蜂鸣器，单片机的P2.0口输出操控光耦器件，能够在需求时及时关断充电电源。

3.3充电电路操控部分

充电状况输出引脚/CHG经反相器74LS04后与单片机的P3.2口衔接，触发外部中止。PNP为P沟道的场效应管或三极管。D1为绿色发光二极管，处于通电状况时亮；D2为红色放光二极管，电源接通时亮。R1设置充电电流的电阻，阻值为2.8千欧，设置最大充电电流为500mA;C2为设置充电时刻的电容，容值为100μF，设置最大充电时刻为3小时。

图3充电电路操控部分

4锂电池智能充电器的功用完成

本规划中，需求完成预充、快充、满充、断电和报警等功用。这些功用主要依托智能充电管理芯片MAX1898内置的充电状况操控和外围的单片机AT89C52操控下一起完成。下面别离进行介绍。

4.1预充

在安装好电池后接通输入直流电源，当充电器检测到电池时则将定时器复位，然后进入预充进程，在此期间，充电器以快充电流的10%给电池充电，使电池电压、温度恢复到正常状况。

预充时刻由外接电容操控，这儿挑选100nF，即预充时刻为45分钟。若在规则的充电时刻内电池电压到达2.5V以上，且锂电池温度正常，则进入快充进程；若在预充时刻内锂电池电压仍低于2.5V，则以为该锂电池不可充电，/CHG引脚衔接的发光二极管闪耀，表示充电毛病。

4.2快充

当预充完毕后，锂电池电压上升到2.5V以上，MAX1898便以恒定电路对锂电池进行快充。快充也称横流充电。在快充进程中，锂电池电压逐步上升，直至锂电池电压到达所设定的停止电压。

4.3满充

当在快充进程中，锂电池电压到达所设定的停止电压，快充完毕，充电电流快速递减，充电进入满充进程。此时，当充电速率降到设置值以下或满充时刻超时，进入顶端截止充电进程。

在顶端截止充电时，MAX1898以极小的充电电流为电池补充能量。一般情况下，满充和顶端截止充电进程能够延伸锂电池5%-10%的运用时刻。

4.4断电

当电池充溢后，MAX1898的第2引脚/CHG发送的脉冲电平会由低到高，会被单片机检测到，引起单片机的中止，在中止中判别出充电完毕的状况。此时，单片机将经过P2.0口操控6n137，切断LM7805向MAX1898的供电，然后确保芯片和锂电池的安全，一起也减小损耗。

4.5报警

当电池充溢后，MAX1898芯片自身会平息外接的LED绿灯。可是，为了安全起见，单片机在检测到充溢状况的脉冲后，不仅会自动切断MAX1898的供电，并且会经过蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池。当充电犯错时，MAX1898自身会操控LED绿灯以1.5Hz左右的频率闪耀，此时不要切断MAX1898的供电，要让用户看到此提示。

5总结

本规划中所选用的AT89C52单片机和充电集成电路进行充电器的规划，不但能够完成对锂电池进行充电，并且还能够完成相应的过压和温度维护，然后能够充分发挥锂电池的性能，并避免了充电器在充电时可能对电池形成危害的情况产生，具有必定的智能功用。该计划有效地维护了电池、缩短了充电时刻并尽量延伸锂电池的运用寿命，契合现在的环境维护潮流。