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摘要
随着电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品
都朝着便携化和小型轻量化的方向发展,也使得更多
的电气化产品采用基于电池的供电系统。目前为止,
较多使用的电池有镍镉、镍氢、铅蓄电池和锂电池。
由于不同类型电池的充电特性不同,通常对不同类型,
甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器,
但这在实际使用中有很多不便。
本设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器,在
设计上,选择了简洁、高效的硬件,设计稳定可靠的
软件,说明了系统的硬件组成,包括单片机电路、充
电控制电路、电压转换及光耦隔离电路,并对充电器
的核心器件MAX1898 充电芯片、AT89C2051 单片机
进行了较详细的介绍。阐述了系统的软硬件设计。以
C 语言为开发工具,进行了设计和编码。保证了系统
的可靠性、稳定性、安全性和经济性。
该充电器具有检测锂离子电池的状态;自动切换充
电模式以满足充电电池的充电需求;充电器短路保护
功能;充电状态显示的功能。在生活中更好的维护了
充电电池,使电池更好被运用到生活中。
关键词:单片机、MAX1898、AT89C51
2
目 录
引 言 5
第 1 章 绪论 6
1.1 课题研究的背景 6
1.2 课题研究的主要工作 7
第 2 章 电池的充电方法与充电控制技术 9
2.1 电池的充电方法和充电器 11
2.1.1 电池的充电方法11
2.1.2 充电器的要求和结构15
2.1.3 单片机控制的充电器的优点 16
2.2 充电控制技术 16
2.2.1 快速充电器介绍 16
2.2.2 快速充电终止控制方法 17
第 3 章 锂电池充电器硬件设计 20
3.1 单片机电路 20
3.2 电压转换及光耦隔离电路 23
3.3 电源电路 24
3.4 充电控制电路 26
3.4.1 MAX1898 充电芯片26
3.4.2 充电控制电路的实现 30
第 4 章 锂电池充电器软件设计 32
4.1 程序功能 32
4.2 主要变量说明 32
4.3 程序流程图 32
结论与展望 35
致 谢 35
参考文献 36
附录 A 电路原理图37
附录 B 外文文献及其译文38
附录 C 主要参考文献的题录及摘要40
附录 D 主要源程序42
3
引言
电池是通过能量转换获得电能的一种器件,电池可以分为一次电池与二次电池,
一次电池是一次性的,二次电池可以反复循环使用。随着便携式设备的发展,不
管从节约资源上还是从环保上考虑,二次电池的应用会越来越广泛。锂电池就是
二次电池的一种。
随着社会的快速发展,电子产品小型化、便携化也使得充电电池越来越重要,
锂离子电池因为具有较高的比能量,放电曲线平稳,自放电率低,循环寿命长,
有良好的充放电性能,可随充随放、快充深放,无记忆效应,不含镉、铅、汞等
有害物质,对环境无污染,被称为绿色电池。基于这些特性,所以锂电池得到了
迅速的发展和广泛的应用。锂电池充电器是为锂离子充电电池补充能源的静止变
流装置,其性能的优劣直接关系到整个用电系统的安全性和可靠性指标。
本论文从锂电池技术特性、充电过程、充电器电路结构、充电器典型电路和
电池保护等方面,多角度地阐述了充电技术发展和应用。
4
第 1 章 绪论
1.1 课题研究的背景
电池是一种将物质的化学能通过电化学氧化还原反应直接转化成电能的一种
装置。电池可以分为一次电池和二次电池两种。二次电池是可以反复使用的电池。
而当对二次电池充电时,电能转换为化学能,期间还伴随着吸热反应。对于二次
电池有很多性能参数。主要的有以下四个指标:
①工作电压:二次电池放电曲线上的平台电压。
②电池容量:常用单位为毫安时(mAh)和安时(Ah)
③工作温区:二次电池正常充放电的温度范围。
④二次电池正常工作的充、放电次数。
二次电池的性能可以由电池的特性曲线表示,这些特性曲线包含了充电曲线、
放电曲线、充放电循环曲线、温度曲线等
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