大功率智能充电器的研究与设计
文章编号：１００９—３６６４（２００７）０１—００４７—０２
大功率智能充电器的研究与设计
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傅胤荣，胡义华，潘永雄
（广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州５２１９００）
摘要：研制了一款基于ＬＰＣ９３３单片机的４段式（涓流短时充电、恒流充电、恒压充电、浮充电）１２Ｖ铅酸蓄电池充电器，该产品充电电流可在ｏ～５０Ａ范围内任意设定，具有完善的声光保护装置，既能快速充电又能对蓄电池进行有效地保护。
关键词：充电器；蓄电池；单片机
中图分类号：ＴＭ９１０．６文献标识码：Ａ
ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎｆｏｒＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＨｉｇｈ—ＰｏｗｅｒＣｈａｒｇｅｒ
ＦＵＹｉｎ＿ｒｏｎｇ，ＨＵＹｉ—ｈｕａ，ＰＡＮＹｏｎｇ—ｘｉｏｎｇ
（ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ５２１９００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｆｏｕｒ－ｓｔｅｐｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｈａｒｇｅｒｂａｓｅｄｏｎＩ．ＰＣ９３３ＭＣＵｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｎｄｉｔｓｃｈａｒｇｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｃｕｒｒｅｎｔｃａｎｂｅｓｅｔｕｐｆｒｏｍ０ｔｏ５０Ａ．Ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｈａｒｇｅｒｃａｎｃｈａｒｇｅｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｒａｐｉｄｌｙａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔ—ｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈａｒｇｅｒ；ｂａｔｔｅｒｙ；ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ
０引言
由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠，
广泛用作汽车、轮船等机动车辆或发电机组的启动电
源。随着经济的发展，大容量蓄电池的应用迅速增加，
人们希望能快捷、安全地对蓄电池进行充电，而现有市
场销售的充电器充电电流多为２０Ａ。为了满足人们
对大功率充电器的需求，笔者设计了一款基于
ＬＰＣ９３３单片机的充电电流５０Ａ、充电功率７４０Ｗ、功
能完善、可扩充的智能充电器。
１充电器原理与设计
１．１总体硬件设计
充电对象是铅酸蓄电池，设计中采用电流、电压负反馈的方法来达到恒流、恒压充电的目的，应用了ＬＰＣ９３３单片机及相应的控制电路。充电器硬件原理如图１所示。
充电器电路主要包括主电源回路、信号控制两部分。主回路部分由桥式整流、ＰＷＭ波形产生和直流滤波等组成。交流电输入后，经全桥整流为３００Ｖ左右的直流电，由大电容进行低频滤波稳压，ＭＯＳ器件Ｑ，、Ｑ２组成半桥逆变器。通过给ＭＯＳ管Ｑ，、Ｑ２加高频方波控制信号，使Ｑ．～Ｑ２周期性地导通，得到脉宽可调的高频交流电，经高频变压器耦合到副边，再经
收稿日期：２００６—０８—０７
作者简介：傅胤荣（１９７９一），男，广东工业大学物理与光电工程学院０４级硕士研究生，现为广东工业大学首批中韩国际联合培养交换生，就读于韩国檀国大学研究生院电气工学部，主要研究方向：集成电路的研究与运用。
图１充电器原理图
整流管Ｄ２和Ｄ３整流，Ｌ，和Ｃ４滤波，在输出侧得到低纹波直流电压。显示模块是用来显示电池的当前电压与充电电流，显示状态由面板上实现按钮启动。
１．２电路功能设计与分析
１．２．１脉宽调制器ＰＷＭ
脉宽调制控制电路采用开关电源专用集成芯片ＳＧ３５２５，有ＯＵＴ—Ａ与ＯＵＴ—Ｂ反向输出。移相ＰＷＭ的相移控制是通过误差放大器来实现，误差放大器同相端Ｅ／Ａ＋（２脚）接单片机控制输出的电压信号。反相端Ｅ／Ａ一（１脚）接主电路输出电流或电压的反馈信号，电流和电压负反馈信号之间的切换由肖特基二极管Ｄ．的导通截止实现。反馈信号和标准电位比较，差值经放大输出，送至移相脉宽控制器，控制ＯＵＴ－Ａ与ＯＵＴ—Ｂ之间的相位，最终调整波形占空比，使电压和充电电流稳定在预定值上。
１．２．２电流采样
电流采样是大电流充电器的关键技术之一。设计了在高频变压器的初级线圈处增加环形电流互感器，
万方数据
匝数比为１：５０，不但达到精确电流采样的作用，还使采样功耗控制在０．５Ｗ以内。
１．２．３限流保护措施
将高频变压器输出的电流经电流互感器耦合输出，再经倍压整流，电容滤波及电阻分压后，送至ＳＧ３５２５的软启动功能脚（１０脚），与比较器的同相端电压进行比较，当输入电压过高时ＳＧ３５２５停止输出驱动信号，从而保护电路。
１．２．４散热问题
研发初期发现，逆变器主要部件大功率开关管Ｑ，和Ｑ２及直流输出部分的全波整流管Ｄ２和Ｄ３，在充电电流大于３（）Ａ时出现过热问题，无法满足老化要求。经过硬件反复调试，从以下几个方面可以有效地解决过热的问题：（１）增加交流共模滤波电感，调试发现电网的高频干扰信号是造成逆变器开关管温升异常的重要原因。（２）在直流输出端，增加滤波电感后，发现有效地减轻了开关管和全波整流管的负荷。（３）增加散热面积，使开关管金属面通过导热胶片压在金属外壳匕。（４）风冷。
２充电控制技术
２．１充电算法
充电控制技术是智能充电器系统中软件设计的核心部分。根据充电电池的原理，蓄电池采用图２所示的充电方式，充电过程可以分成四个阶段：
；
酒
霉
媛
脚
脚
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充电时ｌ司／ｓ
图２充电曲线原理图
２．１．１涓流短时充电
充电器工作后，检测电池电压，若电池电压低于９．５Ｖ，充电器不工作。若电池电压大于９．５Ｖ而小于１０．５Ｖ，说明蓄电池曾经过度放电。为避免对蓄电池充电电流过大，造成热失控，微处理器通过监测蓄电池的电压，对蓄电池实行稳定小电流涓流充电，激活蓄电池，当电池电压上升到能接受大电流充电的阀值时，则转入恒流充电阶段。
２．１．２恒流充电
该阶段为大电流恒流充电，电流值ｊ。因蓄电池容量而异，一般为Ｊ：＝０．１Ｃ（Ｃ为蓄电池组的容量）。在恒流充电状态下，不断检测电池端电压，当电池电压达到饱和电压时，恒流充电状态终止。
２．１．３恒压充电
恒压充电时，保持充电电压１４．７Ｖ不变。充电电流不断下降，当充电电流下降到恒流充电状态下充电电流的１／１０时，终止恒压充电。
２．１．４浮充电
该阶段主要用来补充蓄电池自放电所消耗的能量，电池电压达到１３．８Ｖ时，此时标志着充电过程结束。
２．２充电终止控制
电池在充满电后，如果不及时停止充电，电池的温度将迅速上升。温度的升高将加速蓄电池板栅腐蚀速度及电解液的分解，从而缩短电池寿命、容量下降。为了保证电池充足电又不过充电，采用具有定时控制、温度控制和电池电压、电流控制功能的综合控制法。
３软件设计
充电主程序流程图如图３所示。程序实现过程为：单片机初始化，然后对蓄电池的电压进行测量，产生电压偏差和变化率信号，偏差及变化率信号进入模糊控制器后，经过模糊处理，输出电流信息，从而适时和正确地控制充电方式和过程。参照充电曲线图，在充电过程中不断检测电池是否充满，当检测己经充满时，提示用户电池已充足，充电器自动进入浮充维护状态。若在充／供电过程时出现故障，ＬＰＣ９３３微控制器会及时停止输出并报故障。
图３充电主程序流程图
４充电器的硬件设计特点
该充电器的硬件设计具有如下特点：
（１）电路中的交换开关Ｋ，，可以实现１１０Ｖ的倍压整流和２２０Ｖ的全波整流的切换，使产品可以适应１１０～２２０Ｖ的电源。
（２）直流输出电路有可扩展端口，可以通过串、并联的方式，生产出不同规格的充电器。
（３）通过调节可调电阻ＲＷ，，调高或降低负反馈的电压值，可以实现充电电流在ｏ～５０Ａ范围内的任意设定。
（下转第５１页）
万方数据
关系曲线。由图可见，由于ＰＳＭ是采用恒频控制的，因此其频率不随Ｑ值改变。由于ＬＱＲ只注重其暂态性能，因此Ｑ值的改变引起的频率变化最大。其后依次为ＶＦ，ＳＳＯＣ，ＳＳＰＳＭ控制方式。
案一
引二二三二二三二二二］
（上接第４８页）
５结束语
随着社会经济的发展，越来越多的蓄电池产品在需要充电的同时，也要求尽可能的延长电池的寿命。ＰｏｗｅｒＳｍａｒｔ公司根据多次试验结果得出结论：若采用合适的充电方式，电池的使用寿命大约可提高３０％。大量的实验表明：采用以ＬＰＣ９３３和ＳＧ３５２５为核心的控制电路设计的大功率智能充电器，能够实现对铅酸蓄电池进行安全、高效充电的功能。
Ｑ
图６各种控制方式Ｑ值与频率之间的关系曲线
３结论
本文阐述了五种谐振变换器的控制方式的原理，并对这五种控制方式进行了对比研究。变频控制和移相控制是目前谐振变换器的两种主要的控制方式，采用混合控制的自持振荡移相控制方式，其性能要优于两者，是目前提出的一种新的谐振变换器控制方式，线性平方调节控制方式是一种非线性控制方式，其暂态性能优越，可用于对暂态性能要求较高的场合。
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基于单片机的智能充电器设计毕业论文
基于单片机的智能充电器设计毕业 论文 目录 1 绪论 (1) 1.1课题研究的背景、目的及意义 (1) 1.2国外研究现状 (2) 1.2.1国外研究现状 (2) 1.2.2国研究现状 (2) 1.3研究容与章节安排 (5) 2 方案比较和选择 (6) 2.1总体设计框图 (6) 2.2电源模块 (7) 2.2.1电源方案的选择 (7) 2.3充电方法 (8) 2.3.1锂电池的充电特性 (8) 2.3.2充电方案的选择 (9) 2.4 SOC估算方法 (10) 2.4.1 SOC估算方法的选择 (10) 2.5通信方式 (11)
2.5.1 通信方式的选择 (11) 2.6本章小结 (12) 3 硬件设计与实现 (13) 3.1单片机电路 (13) 3.2充电电源电路 (16) 3.2.1变压电路 (16) 3.2.2整流、滤波电路 (17) 3.2.3 TL494脉宽调制电路 (17) 3.2.4 DC-DC电路 (19) 3.3电压采集电路 (19)
3.4温度采集电路 (21) 3.5报警电路 (21) 3.6本章小结 (22) 4 软件设计与实现 (23) 4.1软件开发环境 (23) 4.1.1 Qt5.4集成开发环境 (23) 4.2单片机程序设计 (23) 4.2.1 整体设计逻辑概述 (23) 4.2.2 电压、温度数据采集 (24) 4.3上位机软件程序设计 (25) 4.3.1 整体设计概述 (25) 4.3.2 程序逻辑流程图 (25) 4.3.3 UI界面 (25) 4.4 上下位机的通信设计 (27) 4.4.1 通信协议概述 (27) 4.4.2 上下位机通信流程图 (27) 4.5 本章小结 (28) 5 调试与分析 (29) 5.1充电电路检测 (29) 5.2温度电路检测 (30) 5.3电压电路检测 (31) 5.4充电器运行检测 (32)
手机充电器的设计与制作报告.doc
广东白云学院 CDIO 项目设计报告 项目级别：一级 题目：手机充电器设计 指导教师：林春景、苗耀洲 专业班级：电子信息工程专业10 级 组别：第四组 组长：苏炳坤 团队成员：祁沛超、熊志东、麦妙仪、魏健斌 院系名称：电子信息工程系 成绩： 使用学期：2010-2011 学年第 1 学期
手机充电器的设计与制作项目报告 前言：我们这次的项目是手机充电器的设计与制作秉承CDIO的理念，团队设计活动贯穿课程学习活动始终，让我们对电子应用系统项目设 计的过程有实际的经历与理解。以下是我们小组项目制作期间成员的 分工： 从各个途径查找关于手机充电器工作原理以及各原件的特性与在电 路中的作用。负责人：苏炳坤、熊志东 时间安排与策划。负责人：祁沛超、魏健斌 项目监督与项目报告。负责人：麦妙仪 项目作品制作。负责人：全组组员 PPT与 prolfel99SE软件画图，负责人：苏炳坤 正文： 第一部分：设计任务 项目标题：手机充电器的设计与制作。 项目设计要求： 设计制作一个输入交流电压为220v，输出充入手机上的直流电压为，允许 5%误差的手机充电器。 交流输入电压： 220ACV10% 50/60HZ
输出直流电压：5% 充电电流： 300mA~1800 mA 设计方案的分析论证简述： 在这次的项目设计里，首先是老师给我们上的导论课让我们了解到 一些专业知识，再是到我们小组通过利用老师给我们讲解的知识再加 以分析理解从而得出设计方案。 第二部分：设计方案 总体方案的选择与论证： 方案一：制作线性电源 线性电源（ Liner power supply ）是先将交流电经过变压器降低电 压幅值，再经过整流电路整流后，就得到脉冲直流电，后经滤波得 到带有微小波纹电压的直流电压。我们所需要的是达到高精度的直 流电压，所以必须经过稳压电路进行稳压。 线性调整元件进行精细调节,使之输出高精度的直流电压源。 原理如图一所示： ②～ 9V ③--9V ④--9V ①～ 220V 变压器整流桥电解电 容 220V交流 9V 交流全波整 滤波流
基于单片机的电动车智能充电器的设计
前言 (4) 第一章充电器原理 (5) 1.1 蓄电池与充电技术 (5) 1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 (5) 1.3 充电器充电原理 (6) 1.3.1 蓄电池充电理论基础 (6) 1.3.2 充电器的工作原理 (8) 第二章总体设计方案 (10) 2.1 系统设计 (10) 2.2 方案策略 (10) 第三章硬件电路设计 (12) 3.1 电路总体设计 (12) 3.2 芯片介绍 (12) 3.2.1 LM358双运放 (12) 3.2.2 UC3842单管开关电源 (13) 3.2.3 EL817光耦合器 (14) 3.2.4 场效应管K1358 (15) 3.3 电动车充电器原理及各元件作用的概述 (16) 3.3.1 充电器原理图 (16) 图3.5 充电器原理图 (16) 3.3.2 各元器件作用概述 (16) 3.4 功能模块电路设计 (17) 3.4.1 第一路通电开始 (17) 3.4.2 第二路UC3842电路 (17) 3.4.3 第三路LM358（双运算放大器）电路 (18) 3.5 电动车充电器改进方案 (21) 3.5.1 增加充满电发声提示电路 (21) 3.5.2 加散热风扇 (22) 第四章总结与展望 (23)
致谢 (25)
电动车智能充电器设计及应用 中文摘要： 本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理，从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发，研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。针对蓄电池充电过程中出现的种种问题，分析现有各种充电方法存在的问题，提出一种可对铅酸蓄电池实现四段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。控制开关电源的脉冲频率和占空比，从而调节充电电流和电压，实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。这个方案不仅可实现快速充电，同时可以减少析气，消除硫化，进行均衡充电，从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。 关键词：慢脉冲充电；蓄电池；充电器； Abstract: The design describes the charger to the battery charger of the general principles, from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study a variety of charging methods for lead-acid battery life implications. For battery charging problems arising in the process, analysis of existing problems in a variety of charging methods, proposed a lead-acid batteries could achieve the Four-slow pulse charge of the intelligent charger design. Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle, thus regulating charge current and voltage to achieve the classification of the battery charge with slow pulse. This program not only for fast charging, while reducing analysis of gas, to eliminate sulfide, a balanced charge, thus greatly extending the service life of lead-acid batteries. Key words: slow pulse charge; batteries; charger;
毕业设计_基于MAX1898的智能充电器设计
基于MAX1898的智能充电器设计 在人们日常工作和生活中，充电器的使用越来越广泛。从随身听到数码相机，从手机到笔记本电脑，几乎所有用到电池的电器设备都需要用到充电器。充电器为人们的外出旅行和出差办公提供了极大的方便。 单片机在电池充电器领域也有着广泛的应用，利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化。充电器各类繁多，但从严格意义上讲，只有单片机参与处理和控制的充电器才能称为智能充电器。 1 实例说明 随着手机在世界范围内的普及使用，手机电池充电器的使用也越来越广泛。 本章将通过一个典型实例介绍51单片机在实现手机电池充电器方面的应用。实例所实现的充电器是一种智能充电器，它在单片机的控制下，具有预充、充电保护、自动断电和充电完成报警提示功能。 实例的功能模块如下。 ●单片机模块：实现充电器的智能化控制，比如自动断电、充电完成报警提示等。 ●充电过程控制模块：采用专用的电池充电芯片实现对充电过程的控制。 ●充电电压提供模块：采用电压转换芯片将外部+12V 电压转换为需要的+5V电压， 该电压在送给充电控制模块之前还需经过一个光耦模块。 ●C51程序：单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化，并根据充电的状态给 出有关的输出指示。
2 设计思路分析 要实现智能化充电器，需要从下面两个方面着手。 （1）充电的实现。它包括两部分：一是充电过程的控制；二是需要提供基本的充电电压。（2）智能化的实现。在充电器电路中引入单片机的控制。 2.1 为何需要实现充电器的智能化 充电器实现的方式不同会导致充电效果的不同。 由于充电器多采用大电流的快速充电法，在电池充满后如果不及时停止会使电池发烫，过度的充电会严重损害电池的寿命。一些低成本的充电器采用电压比较法，为了防止过充，一般充电到90%就停止大电流快充，而采用小电流涓流补充充电。 手机电池的使用寿命和单次使用时间与充电过程密切相关。锂电池是手机最为常用的一种电池，它具有较高的能量重量比、能量体积比、具有记忆效应，可重复充电多次，使用寿命较长，价格也越来越低。锂电池对于充电器的要求比较苛刻，需要保护电路。为了有效利用电池容量，需将锂电池充电至最大电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精度。另外，对于电压过低的电池需要进行预充，充电器最好带有热保护和时间保护，为电池提供附加保护。 一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当造成的记忆效应，即容量下降（电池活性衰退）现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电控制芯片配合单片机控制的方法。专用的充电芯片具备业界公认较好的－△V 检测，可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确地结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，例如，在充电后增加及时关断电源、蜂鸣报警和液晶显示等功能。充电器的智能化可以缩短充电的时间，同时能够维护电池，延长电池使用寿命。 2.2 如何选择电池充电芯片 目前市场上存在大量的电池充电芯片，它们可直接用于进行充电器的设计。在选择具体的电池充电芯片时，需要参考以下标准。 ●电池类型：不同的电池（锂电池、镍氢电池、镍镉电池等）需选择不同的充电芯片。 ●电池数目：可充电池的数目。 ●电流值：充电电流的大小决定了充电时间。 ●充电方式：是快充、慢充还是可控充电过程。 本例要实现的是手机的单节锂离子电池充电器，要求充电快速且具有优良的电池保护能力，据此选择Maxim公司的MAX1898作为电池充电芯片。
智能型充电器的电源和显示的设计论文
前言 随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损坏。AVR 已经在竞争中领先了一步，被证明是下一代充电器的完美控制芯片。Atmel AVR 微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC的最高效的8 位RISC 微处理器。由于程序存储器为Flash，因此可以不用象MASK ROM一样，有几个软件版本就库存几种型号。Flash 可以在发货之前再进行编程，或是在PCB贴装之后再通过ISP 进行编程，从而允许在最后一分钟进行软件更新。EEPROM 可用于保存标定系数和电池特性参数，如保存充电记录以提高实际使用的电池容量。10位A/D 转换器可以提供足够的测量精度，使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案为了达到此目的，可能需要外部的ADC，不但占用PCB 空间，也提高了系统成本。AVR 是目前唯一的针对像“C”这样的高级语言而设计的8 位微处理器。C 代码似的设计很容易进行调整以适合当前和未来的电池，而本次智能型充电器显示程序的编写则就是用C语言写的。
第一章概述 第一节绪论 1.1.1课题背景 如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损坏。与此同时，对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。从20世纪60年代的商用镍镉和密封铅酸电池到近几年的镍氢和锂离子技术，可充电电池容量和性能得到了飞速的发展。目前各种电器使用的充电电池主要有镍镉电池（NiCd）、镍氢电池（NiMH）、锂电池（Li-Ion）和密封铅酸电池（SLA）四种类型。 电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电。 目前，市场上卖得最多的是旅行充电器，但是严格从充电电路上分析，只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电，因此，需要对充电过程进行更精确地监控(例如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控)，以缩短充电时间，达到最大的电池容量，并防止电池损坏。因此，智能型充电电路通常包括了恒流／恒压控制环路、电池电压监测电路、电池温度检测电路、外部显示电路(LED或LCD显示)等基本单元。其框图如下：
手机充电器电路设计[1]
手机充电器电路设计 摘要：通过对课程的学习设计。了解手机充电器的工作原理及设计流程，确定相关参数和电路图。 关键字：隔离变压器频率绝缘电阻绝缘强度可燃性自由跌落湿热试验工作原理工作流程 1 前言（李洋） 1 电路设计思想 从手机锂离子二次电池的恒流／恒压充电控制出发，用220V 交流电通过配置的内置储能锂电池对手机锂离子电池充电。电路的具体工作流程如图1所示。 图1 工作流程图 2 电路设计方案 充电芯片选用美信半导体公司的锂电池充电芯片，这款充电芯片具
有很强的充电控制特性，可外接限流型充电电源和P沟道场效应管，能对单节锂电池进行安全有效的快充。其最大特点是在不使用电感的情况下仍能做到很低的功率耗散，且充电控制精度达0.75％；可以实现预充电；具有过压保护和温度保护功能，其浮充方式能够充至最大电池容量。当充电电源和电池在正常的工作温度范围内时，接通电源将启动一次充电过程。充电结束的条件是平均的脉冲充电电流达到快充电流的1％，或时间超出片上预置的充电时间。所选用的充电芯片能够自动检测充电电源，在没有电源时自动关断以减少电池的漏电。启动快充后打开外接的P型场效应管，当检测到电池电压达到设定的门限时进入脉冲充电方式，充电结束时，外接LED指示灯将会进行闪烁提示。 电路工作原理 内置储能电池的充电及其保护电路其中包括：LED显示、热敏电阻，电流反向保护。ADJ引脚通过10kΩ的电阻与内部1.4V的精密基准源相连接，当ADJ对地没有连接电阻时，电池充电电压阈值为缺省值：VBR ＝4.2V；当需要自行设置充电阈值时，可在ADJ引脚与GND间接一精度为1％的电阻RADJ，阻值由式(1)确定：RADJ＝10kΩ/(VBR/VBRC-1) (1) 由图3可知，充电阈值为4.1V，可得RADJ＝410k 做手机充电器电路设计，需先对其工作环境进行分析，了解其工作原理。
智能充电器设计参考资料APPlication note
8-bit Microcontrollers Application Note Rev. 8080A-AVR-09/07 AVR458: Charging Lithium-Ion Batteries with ATAVRBC100 Features ? Fully Functional Design for Charging Lithium-Ion Batteries ? High Accuracy Measurement with 10-bit A/D Converter ? Modular “C” Source Code ? Easily Adjustable Battery and Charge Parameters ? Serial Interface for Communication with External Master ? One-wire Interface for Communication with Battery EEPROM ? Analogue Inputs for Reading Battery ID and Temperature ? Internal Temperature Sensor for Enhanced Thermal Management ? On-chip EEPROM for Storage of Battery and Run-Time Parameters 1 Introduction This application note is based on the ATAVRBC100 Battery Charger reference design (BC100) and focuses on how to use the reference design to charge Lithium-Ion (Li-Ion) batteries. The firmware is written entirely in C language (using IAR ? Systems Embedded Workbench) and is easy to port to other AVR ? microcontrollers. This application is based on the ATtiny861 microcontroller but it is possible to migrate the design to other AVR microcontrollers, such as pin-compatible devices ATtiny261 and ATtiny461. Low pin count devices such as ATtiny25/45/85 can also be used, but with reduced functionality.
手机充电器设计报告
手机充电器设计报告 题目：手机充电器设计 指导老师：翟永前 专业班级：电子信心工程专业12级 组别：第六组 组长：曹广振 团队成员：王沛、索彬、赵小芳、曹广振
院系名称：通信信号学院 智能充电器的设计 【摘要】 随着手机在世界范围内的普及，手机电池充电器的使用越来越广泛。充电器种类繁多，但从严格意义上讲，只有单片机参与处理和控制的充电器才能称为智能充电器。 该设计利用51单片机的处理控制能力实现充电器的智能化，在单片机的控制下，具有预充、充电保护、自动断电和充电完成报警提示功能。该设计包括了六个功能模块： ·单片机模块：实现充电器的智能控制，如自动断电，充电完成报警提示。·充电过程控制模块：采用专用的电池充电芯片实现对充电过程的控制。·光耦模块：控制通电和断电，在电池充满电后及时关断充电电源。 ·充电电压提供模块：将一般家用交流电压经过变压器、电压转换芯片等转换为5V直流电压。 ·电压测试模块：利用AD转换把充电电池两端的电压通过数码管显示出来。·C51程序：单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化，并根据充电状态给出有关的指示。 【关键字】 单片机、电压转换、MAX1898、智能、充电器
【目录】 一、设计综述 (4) 二、基本方案 (4) 三、软硬件设计 (5) 四、软硬件仿真 (13) 五、测试 (13) 六、设计体会 (14)
一、设计综述 手机电池的使用寿命和单次使用时间预充电过程密切相关，锂电池是手机最为常用的一种电池，它具有较高的能量重量比、能量体积比，具有记忆效应，可重复充电多次，使用寿命较长，价格也越来越低。锂电池对于充电器的要求也比较苛刻，需要保护电路，为了有效利用电池容量，须将锂电池充点值最大电压，但是过压充电会导致电池损坏，这就要求较高的充电精度。 而大部分充电器多采用大电流的快速充电法,在电池充满后如果不及时停止会使电池发烫，过度的充电会严重损害电池的寿命。一些低成本的充电器采用电压比较法，为了防止过充，一般充电到90%就停止大电流快充，而采用小电流涓流补充充电，这样就使充电时间增长了。 一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对锂电池起到一定的维护作用，修复由于记忆造成的记忆效应，即电池容量下降现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电芯片配合单片机控制的方法。专用的充电芯片可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确的结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，以缩短充电时间，同时能够维护电池，延长电池使用寿命。 另外，比起一般充电器，智能充电器还增加了充电电压的显示，让我们能直观的看到电池的由预充、快充、满充充电阶段，从而加强对电池的维护。 二、基本方案 （一）方案分析 该设计采用逐个功能模块分析再组合的方法来实现方案。1、单片机模块 智能的实现利用单片机控制,经过分析，单片机芯片可以选择Atmel公司的AT89C52，来控制充满电时蜂鸣器报警声，以及通过中断控制光耦器件通电和断电。 2、充电过程控制模块
(完整版)太阳能手机充电器设计说明
太阳能光伏组件技术 课程设计报告 一设计任务与要求 太阳能电池板可以工作在多种环境下，只要接受到的太足够的强烈就可以满足光电转换的需求。同时太阳能电池板提供的是直流电源，它在设计为小型充电设备充电时所需求的电路结构相对简单，相比使用交流电源充电时更加安全可靠。 具体要求：当按下总开关时，太阳能电池板开始给手机充电，并且LED灯亮表示太阳能电池板正在工作。 二方案设计与分析 本课程设计是通过太阳能电池板和LM2596S降压模块的连接，使太阳能电池板产生的电流通过降压集成电路形成稳定的电流，再通过USB接口给手机充电板充电。 2.1 LM2596 本实验需要LM2596芯片，下面是其功能介绍： LM2596是仪器生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它部含固定频率振荡器和继续混稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路、电流限制、热关段电路等。
LM2596的特点如下： 1、输出电压：3.3V、5V、12V及（ADJ）等，最大输出电压37V 2、工作模式：低功耗/正常两种模式。可外部控制 3、工作模式控制：TTL电平相容 4、所需外部组件：仅四个（不可调）；六个（可调） 5、器件保护：热关断及电流限制 6、封装形式：5脚（TO-220(T)；TO-263(S）） 下图分别为LM2596的实物图和部结构图。 实物图部结构图 管脚功能：VIN——正输入端，在这个管脚处必须加一个适当的输入旁路电容来减小暂态电压，同时为LM2596提供所需的开关电流。 GND——接地端。Output——输出端，这个脚上的电压可在（+VIN-VSAT）和-0.5V（大约）间转换。为了减小耦合，PCB上连接到该脚的铜线区域要尽量小。 Feedback——反馈端，这个管脚把输出端的电压反馈到闭环反馈回路。 ON /OFF——这个管脚可以利用逻辑电平把LM2596切断，使输入电流就降到大约
锂离子电池智能充电器硬件方案
锂离子电池智能充电器硬件方案
锂离子电池智能充电器硬件的设计 锂离子电池具有较高的能量重量和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命长，价格也越来越低。一个良好的充电器可使电池具有较长的寿命。利用C8051F310单片机设计的智能充电器，具有较高的测量精度，可很好的控制充电电流的大小，适时的调整，并可根据充电的状态判断充电的时间，及时终止充电，以避免电池的过充。 本文讨论使用C8051F310器件设计锂离子电池充电器的。利用PWM脉宽调制产生可用软件控制的充电电源，以适应不同阶段的充电电流的要求。温度传感器对电池温度进行监测，并经过AD转换和相关计算检测电池充电电压和电流，以判断电池到达哪个阶段。使电池具有更长的使用寿命，更有效的充电方法。 设计过程 1 充电原理 电池的特性唯一地决定其安全性能和充电的效率。电池的最佳充电方法是由电池的化学成分决定的<锂离子、镍氢、镍镉还是SLA电池等）。尽管如此，大多数充电方案都包含下面的三个阶
段： ● 低电流调节阶段 ● 恒流阶段 ● 恒压阶段/充电终止 所有电池都是经过向自身传输电能的方法进行充电的，一节电池的最大充电电流取决于电池的额定容量
万能充电器结构设计
万能充电器结构设计 手机充电器开发目录 一、方案定向 二、基本规格要求书的制作 三、ID 的确认 四、结构建模 1.资料的汇总 2.构思拆件 3.外观件的绘制 4.初步拆件 5.PCB 设计指引制作 6.拆件效果图的确认 五、结构设计 ㈠主体：面底壳 1.止口线的制作 2.螺丝柱的结构 3.主扣的分布 4.与透明盖装配位置的结构设计 5.接触片的避空槽的设计 6.与胶垫或海绵垫等装配位置的结构设计 https://www.360docs.net/doc/847368540.html,B 的固定结构 8.连接片尾部的避空口设计 9.插头安装的设计 10.散热窗,贴主标的位置,支撑凸点的设计 11.PCBA板的固定结构 ㈡透明盖 1.接触片、连接片的固定结构 2.接触片接触头的避空口设计 3.与主体装配的常用结构 4.压紧电池的装置设计 ㈢充电器夹紧力产生装置的结构设计 ㈣其他零配件的设计。 六、结构手板的制作与验证 七、结构设计优化 八、结构评审 九、开模评审 十、开模期间的项目跟进 十一、报价资料的整理 十二、试模与改模 十三、试产 十四、量产 手机充电器简介 手机充电器主要按照使用的方式进行分类。手机充电器大致可以分为座式充电器、旅行充电器和车载充电器。 * 座式充电器。这类充电器一般多为慢充模式，充电时间较长，大约为4～5 小时。 * 旅行充电器。大多数手机标准配置中只有旅行充电器。旅行充电器和座式充电器对电池充电的效果是一样的。这类充 电器携带方便，对于经常出外旅行的人来说比较合适，它一般是快速充电方式，充电时间为2～3 小时，旅行充电器基本 都具有充满自停的功能，对手机不会有任何不良影响。 * 车载充电器。这类充电器可以方便用户在汽车上为手机充电。其原理是采用汽车点烟器的电流电压12－24V，经“车
智能充电器设计
摘要 随着便携式电子设备的普及和充电电池的广泛应用，充电器的使用也越来越广泛，但其性能却跟不上电池的发展要求，其电路设计存在较大的缺陷。针对目前市售充电器的技术缺陷，本文应市场需求设计了一款智能镍氢电池充电器。本智能充电器具有检测镍氢电池的状态；自动切换电路组态以满足充电电池的充电需要；充电器短路保护功能；以恒压充电方式进入维护充电模式；充电状态显示的功能。本文充分考虑了国内外的设计方案，在设计中针对市场需求，在功能上进行了适当调整，以满足用户对高性价比的需要。功能适用、价格低廉、电路简化是本设计的重点。 关键词：维护充电、充电电池、智能充电
Abstract Along with the prevalence of the portable devices and cells used widely, chargers are implicated in more fields than before. But the performance of the chargers is far too behind the requirement of the developing cells. With the demerit of the available chargers, this paper designs an intelligent Ni-Mn cells charger. The features of the intelligent charger are depicted as follows, detecting the state of the recharge cells, automatically switching the module of the circuit to meet the demand of the cells, short protection for the charger, maintenance charge module with constant voltage and current, state showing. This paper considers designations from home and abroad fully and adjusts a few functions of the circuit to satisfy the user requirement of high performance-price ratio. The focus of this designation in this paper is proper function, low-cost, and simplified circuit. KeyWords:maintenance charge module、Rechargeable batteries、 intelligent charge
手机充电器的设计
·1 设计题目以及要求 1.1设计说明 本充电器由电源变压器T（8VA,9V）、整流桥堆UR(2A,50V)、三端可调集成稳压器IC(W7805)、晶体管V1(9013E),、发光二极管VL1(RED)、电阻R1R2、电位器RP1RP2RP3等组成，可对手机锂电池进行充电，电池充满电后可自动停充。 1.2设计要求 通信技术的高速发展促使手机种类众多，也导致手机充电器也是多种多样，本设计设计并制作一套手机通用锂电池的充电器。 充电器的简单工作过程如下：交流输入电压经电容降压，二极管整流桥整流后变成直流电，经隔离二极管和滤波电容对手机充电，随着充电时间的增长，电池两端的电压也升高，通过分压器将此电压引入基准电压比较器，其中三个比较器带三个指示灯，分别指示充电的状态，当三个灯全亮时，表示充电已满。通过以上的工作过程描述结合生活经验设计手机实用充电器电路。 技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压4.2V，充电限制电压4.5V。 工作要求：独立设计充电器方案，根据本人的方案，购买所需要的元器件和电路板，独立设计并调试正常，要求总投资不得高于20元。
·2 设计总体思路以及基本原理 2.1 设计总体思路 手机充电器输入端输入220V、50HZ电，分别经过降压、整流、滤波电路使得高电压交流电变换为低电压直流电，再分别经过分压，稳压电路实现满足要求的电压和电流供应，完成充电过程，显示电路用于实现充电过程与充满状态的显示。 2.2 基本原理 首先，经过变压器可以将市电降低为对人体安全的电压，当然，前提是满足要求。其次，经过全桥整流可以得到波动稍大的直流电，所以接下来就要用到滤波电路，这里使用470UF的电解电容。接下来要用到电位器来达到分压的目的，以给三端稳压器提供稳定的电压，也可以使用稳压二极管。三端稳压器的输入端接到此电位器的一端，输出端以及接地端通过电阻和电位器接成三端可调的稳压电路。自此，我们的降压，整流，滤波，分压以及稳压电路就完成了。接下来三极管基极通过一个电位器与稳压器的输出端相接，这是用来调流的，而集电极通过电阻和指示灯接到稳压器的输入端，这就是显示电路。最后，发射级作为充电器的输出正极，而地线作为充电器的输出负极。这样，我们的充电器就算完成了，刚开始在充电过程中显示灯亮，表示处于充电状态；当电池充满以后由于三极管截止，所以指示灯灭，表示充电已完成。这就是基本原理，通过调试来得到精确而且稳定性能良好的锂电池充电器。
智能充电器的设计(毕业设计方案)
毕业设计附件题目：智能充电器的设计 姓名：王研 学号：2007080303316 学院：信息学院 专业：电子信息工程 指导教师：杨萍 协助指导教师：
2011年5月23日 目录 开题报告 (1) 翻译外文资料及译文 (2) 程序清单和图纸 (3)
北京联合大学毕业设计（论文）开题报告 题目：智能充电器的设计 专业：电子信息工程指导教师：杨萍 学院：信息学院学号：2007080303316 班级：0708030303 姓名：王研 一、课题任务与目的 任务： 针对电动车常用的动力电池的特点，以单片机作为控制芯片，结合国内外现行的各种充电技术和充电器设计方案，设计一款基于单片机控制的智能充电器，以达到最佳的充电效果，使智能充电器具有良好的性能指标，电路简单可靠。 研究目的： 随着能源的日益紧缺和大气污染的加剧，作为新型交通工具的电动车的研究日益受到重视，从我国国情和人们的消费水平出发，电动车具有广阔的发展前景。作为电动车核心部件的电池及其充电器，其性能的优劣，直接影响电动车的质量状况。针对电动车充电技术的要求，为了使电动车充电器获得良好的性能指标，必须寻找最佳的充电模式，我要设计一款基于单片机控制的智能充电器，涓流充电、大电流充电、过充电和浮充电组合起来的充电方式，这种充电方式经理论和实践表明，可达到最佳的效果，使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命，可满足不同电动车动力电池的复杂充电要求，为提高蓄电池的性能和可靠性提供有效的途径，对环保、节能型电动车和充电器的设计和开发具有重要的意义，同时，研制性能良好的智能充电器，会带来显著的经济效益和良好的社会效益。 二、调研资料情况 1 电动车用电池的现状和发展趋势 电池作为电动车动力来源，目前应用于电动车的可充式二次电池主要有:铅酸(Lead Acid)电池、镍福(Nickel Cadmium)电池、镍氢(Nickel Metal Hydride)电池和锂(Lithium)电池[1]。 （1）镍一氢电池(Ni-MH ) 此类蓄电池的比能量高，寿命长，有较高的比功率，污染轻等优点，被认为
手机充电器的设计与制作方案
手机充电器的设计与制作方案 B10电子信息工程 第四组：苏炳坤、祁沛超、魏健斌、熊志东、麦妙仪 一、试验课题名称：手机充电器的设计与制作。 二、项目内容摘要： （1）了解手机充电器的简单工作原理以及各原件的特性与作用； （2）通过组员们动脑与动手行动来完成充电器的设计与制作； （3）接通电源检测与调试电路。 三、项目设计要求：输入电压为220V交流电，输出为5V、500mA直流电。 拓展要求：输出4.2V、500mA直流电。 四、项目制作目的：加强组员们的动手、动脑，以及收集资料的能力，建立 起同学们的团队精神、团队意识，从而达到CDIO项目改革的目的。 五、项目制作期间小组成员的分工： （1）从各个途径查找关于手机充电器工作原理以及各原件的特性与在电路中的作用。负责人：苏炳坤、熊志东 （2）时间安排与策划。负责人：祁沛超、魏健斌 （3）项目监督与实验报告。负责人：麦妙仪 （4）项目作品制作。负责人：全组组员 （5）PPT与PROFEL99SE软件画图，负责人：苏炳坤 六、总体方案的选择与论证： 本次的项目里我们做的是手机充电器，之所以选择这个项目是因为其制作原理相对简单之余也需要懂得相关的知识才能完成，适合我们大一的新生。这次的手机充电器项目中我们也有两个小的项目可供选择： （1）线性电源：相对于开关电源，线性电源的制作比较简单、原理明了，适合我们制作，但它有体积大、消耗高、效率低等缺点。 （2）开关电源：对于市面上大多充电器的设计都为开关电源的，不选择它主要原因是应为其需要的技术含量相对较高，原理相对复杂，但是它具有高效率、低耗能、体积小且相对稳定的特性。 七、项目原理：
可编程智能充电器设计与实现(1)
可编程智能充电器设计与实现 目录 一、系统总体方案设计-------------------2 二、硬件模块方案设计论证---------------3 三、理论分析与设计---------------------6 四、程序设计---------------------------7 五、总结-------------------------------8 六、参考文献---------------------------9
摘要：本系统是基于STC12C5A60S2单片机为控制核心，利用单片机内部 PWM脉宽调制产生可用软件控制的充电电源。整个系统控制的过程中，首先检测电池加入电路后，电池进入充电过程，充电过程分为预 充电过程（涓流充电），恒流充电过程（大电流充电），恒压充电过程 三个过程，其中预充电过程三分钟自动跳入下一过程及恒流充电过 程，当达到系统设定的电压阀值系统自动进入恒压充电过程，由于电 池自身性能因素，当电池两端电压稳定后其电流会慢慢减小，当电流 小到一定值时通过单片机判断充电已完成关断充电电压停止充电。整 个系统具体由恒压电路、恒流电路、电压/电流采集电路、单片机控 制电路（包括单片机内部A/D采集电路）、及数码管/LED显示电路。关键词：STC12C5A60S2单片机，LED显示，恒压、恒流电路，电流采集电路 1、系统方案总体设计 1.1系统组成部分 整个系统具体由恒压电路、恒流电路、电压/电流采集电路、单片机控制电路（包括单片机内部A/D采集电路）、及数码管/LED显示电路。电流采集部分通过用LM324运放搭建的减法器电路，以有效、正常放大差模信号，合理抑致共模信号，采集采样电阻两端的电势差，进而得到电路电流值。恒压电路和恒流部分（电路中的电流以小阻值的采样电阻的电压形式使用）都采用低速低功率高增益的集成四运放LM324构成简单的比较器电路和反馈回路，以实时监控充电电压和反馈电压值来实现相对恒压效应，同时此处反馈回路具有良好的抗共模干扰能力。恒压恒流部分通过二极管IN4148 单向导通特性，进行耦合，实现电路的整体完善控制。如下框图：
无线型手机充电器设计
学位论文诚信声明书 本人郑重声明：所呈交的学位论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究（设计）工作及取得的研究（设计）成果。除了文中加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究（设计）成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究（设计）所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文（设计）与资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。 学位论文（设计）作者签名：日期： 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：在校期间所做论文（设计）工作的知识产权属西安科技大学所有。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文（设计）被查阅和借阅；学校可以公布本学位论文（设计）的全部或部分内容并将有关内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它
复制手段保存和汇编本学位论文。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文（设计）作者签名：指导教师签名： 年月日
论文题目：无线型手机充电器设计 专业：自动化 本科生：曹添成（签名） 指导教师：王媛彬（签名） 摘要 进入21世纪以来，随着智能手机功能越来越多，屏幕也越来越大，耗电量也就越来越大，手机充电的频率也就越来越高。数据线频繁插拔让人在充电过程中不胜其烦，不仅如此，频繁插拔容易引起充电接口损坏，因此，需要更加便捷的手机充电方式。无线充电是依靠磁场耦合原理将供电端电能传给电池从而实现对手机的充电，这是一种新的充电方式，克服传统有线手机充电方式的弊端，可以让充电更加的方便。 本文对手机无线充电的原理、电路、磁场耦合进行研究，设计了一种基于磁场耦合谐振无线型手机充电器。本文研究的主要工作有：阐述用555定时器和初级耦合线圈组成谐振电路，分析手机无线充电的需求，提出系统的主要的设计要求；设计手机无线充电的主电路与谐振电路，选择控制芯片的型号，并阐述手机无线充电的控制方法与流程；提高手机无线充电的可靠性，本设计采用无线手机充电的方式是电磁感应，系统有两部分组成发射部分与接收部分。 本设计在12v供电点电源，接收端可以在1.5cm左右输出稳定在4.2v电压充电，从而实现手机无线充电。并且，电路的发射端有保护功能，防止MOS被电压击穿与短路等问题。整个充电电路结构简单，工作稳定，基本的应用水平已经达到。 关键词：无线充电,磁场耦合，电路保护
(完整版)基于51单片机的智能充电器设计毕业设计
目录 摘要 ....................................................................关键词 .................................................................. Abstract ................................................................ Key words ...............................................................引言 .................................................................... 1 绪论 ................................................................. 1．1 智能充电器的设计背景................................................ 1． 2 智能充电器总体设计方案.............................................. 1． 3 智能充电器的概念以及智能化的体现.................................... 1.3.1 智能充电器的概念................................................... 1.3.2 智能化体现 ........................................................ 2 AT89C52单片机........................................................ 2.1 AT89C52单片机简介................................................... 2.2 AT89C52单片机特点................................................... 2.2.1 单片机的通用特点................................................... 2.3 单片机应用范围...................................................... 2.4 AT89C52管脚定义说明................................................ 3 锂离子电池介绍........................................................ 3.1 锂离子电池简介极其基本特性..........................................