锂离子电池智能充电器硬件方案
基于单片机控制的锂电池充电器设计
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。
一款基于BQ24610的智能锂电池充电方案
一款基于BQ24610的智能锂电池充电方案
1.概述
随着移动电话、笔记本电脑、平板电脑等众多便携式电子设备的迅速普及应用，与之配套的小型锂离子电池、锂聚合物电池等二次电池的生产及需求量与日俱增，特别是锂离子电池体积小、重量轻;循环寿命长、充电可达几百次甚至上千次;自放电率低等优点广泛应用于可移动便携式电子产品中。
因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的，严格防止在电池的使用中出现过充电、过放电等现象。
目前比较成熟的锂电池充电管理方案就是基于笔记本电脑的方案，该类电源管理方案已经接近成熟，但是往往成本较高，不太符合应用于便携式分子筛制氧机设计中。
结合成本与性能的考虑，最后我们选择BQ24610 芯片作为主芯片，结合外围电路，来设计便携式分子筛制氧机电源管理模块。
BQ24610 是TI 公司生产，可以实现5V-28V 锂电池充电管理。
充电控制器与
传统的控制器相比较，效率更高，散热更少;充电电压及电流的准确度接近百分之百，有助于延长电池使用寿命;集成型独立解决方案可提高设计灵活性，缩小整体解决方案尺寸，更有利于广泛应用于便携式设备中;动态电源管理可在电池充电时仍可为系统供电，最大限度地提高适配器功率[3].本文就通过在实际中的探索，对电池充电控制器和选择器芯片BQ24610 的基本性能、工作原理、参数
设置及应用中出现的问题进行了分析，给出了相应的典型应用电路设计。
2.BQ24610 功能及特性
2.1 引脚介绍
ACN(引脚1)：适配器电流误差放大器负输入。
ACP (引脚2)：适配器电流误
差放大器正输入。
ACDRV (引脚3)：AC 或适配器电源选择输出。
CE(引脚4)：。
锂离子电池智能充电器硬件的设计
鋰離子電池智能充電器硬體的設計鋰離子電池具有較高的能量重量和能量體積比，無記憶效應，可重複充電次數多，使用壽命長，價格也越來越低。
一個良好的充電器可使電池具有較長的壽命。
利用C8051F310單片機設計的智能充電器，具有較高的測量精度，可很好的控制充電電流的大小，適時的調整，並可根據充電的狀態判斷充電的時間，及時終止充電，以避免電池的過充。
本文討論使用C8051F310器件設計鋰離子電池充電器的。
利用PWM脈寬調製產生可用軟體控制的充電電源，以適應不同階段的充電電流的要求。
溫度感測器對電池溫度進行監測，並通過AD轉換和相關計算檢測電池充電電壓和電流，以判斷電池到達哪個階段。
使電池具有更長的使用壽命，更有效的充電方法。
設計過程1 充電原理電池的特性唯一地決定其安全性能和充電的效率。
電池的最佳充電方法是由電池的化學成分決定的（鋰離子、鎳氫、鎳鎘還是SLA電池等）。
儘管如此，大多數充電方案都包含下麵的三個階段：● 低電流調節階段● 恒流階段● 恒壓階段/充電終止所有電池都是通過向自身傳輸電能的方法進行充電的，一節電池的最大充電電流取決於電池的額定容量（C）例如，一節容量為1000mAh的電池在充電電流為1000mA時，可以充電1C(電池容量的1倍)也可以用1/50C(20mA)或更低的電流給電池充電。
儘管如此，這只是一個普通的低電流充電方式，不適用於要求短充電時間的快速充電方案。
現在使用的大多數充電器在給電池充電時都是既使用低電流充電方式又使用額定充電電流的方法，即容積充電，低充電電流通常使用在充電的初始階段。
在這一階段，需要將會導致充電過程終止的晶片初期的自熱效應減小到最低程度，容積充電通常用在充電的中級階段，電池的大部分能量都是在這一階段存儲的。
在電池充電的最後階段，通常充電時間的絕大部分都是消耗在這一階段，可以通過監測電流、電壓或兩者的值來決定何時結束充電。
同樣，結束方案依賴於電池的化學特性，例如：大多數鋰離子電池充電器都是將電池電壓保持在恒定值，同時檢測最低電流。
基于单片机的锂离子电池充电系统设计方案
基于单片机的锂离子电池充电系统设计方案
一、电池充电系统概述
锂离子电池充电系统是一种针对锂离子电池充电的系统，它是利用可
编程控制器或单片机技术的智能化充电系统。
通常，它可以对电池进行分
析测试，检测电池的容量、温度，根据结果调整电流，充电电压等，以保
证电池充电过程的安全性，并可以提高电池的充放电效率，减少电量损耗。
二、电池充电系统基本组件
1.可编程控制器或单片机：主要用于系统的智能控制，可以根据电池
的充电状态进行充电电流和电压等参数的调整，以保证电池的充电安全性。
2.电池充电电路：由电源，半导体三极管控制器，负载和电流传感器
组成。
此充电电路用于提供充电电流和电压，检测电池参数，以确保电池
充电过程的安全性。
3.充电控制芯片：此芯片主要用于对电池状态和参数的监测，根据监
测结果，调整充电电流和电压，以提高充放电效率。
3.电压电流检测电路：可检测电池充电电流和电压，并将检测结果反
馈给可编程控制器或单片机，以实现充电控制。
4.电池温度检测电路：可检测电池内部的温度，以便调整温度，确保
电池的安全性。
三、电池充电系统的基本工作原理。
基于BQ24060的锂离子电池充电器的设计
基于BQ24060的锂离子电池充电器的设计锂离子电池充电器的发热问题向来是工程师在举行锂离子电池充电器设计时的难点之一，假如设计不周密，会带来平安问题。
从电量和容量两方面来讲，锂离子电池的能量密度都很大，因此广泛应用于便携式设备，如PDA、MP3、手机、数码相机等。
因为高集成度线性电池充电器容易易用、成本低、体积小，因此广泛应用于为单体锂离子电池充电。
但是，假如用不具备热调整功能的适配器给便携式系统锂离子电池充电，线性充电器的散热难题就会凸显出来，难以保证在平安散热范围内工作。
这里介绍一种基于TI公司的锂离子电池充电器专用芯片BQ24060、支持热调整庇护功能的锂离子电池充电器的设计办法。
它不仅能够使工程师完美散热方面的考虑，同时还能极大化充电率，尽可能缩短充电时光，同时具备输入过压庇护(VOP)功能。
有着较强的有用性。
1 BQ24060芯片功能特点BQ24060是TI公司的一个高集成的锂离子电池充电管理IC，其功能引脚1所示，表1介绍了各引脚功能。
BQ24060提供能在有限空间里完成多功能的、平安的满充电的锂离子电池充电器设计，其内部集成了1 A功率FET以及，因而能够承受高达26 V的输入。
该产品还提供具备独特平安与低压降特性的全面充电管理功能，以延伸电池用法寿命。
BQ24060可以使锂离子电池分三阶段举行充电：预充电方式、恒流热调整充电方式、精确恒压充电方式。
充电终止是基于一个最小电流。
内部可编程充电定时器为充电终止和在热调整状态动态调整提供平安保障。
BQ24060充电算法缩短了充电时光，实现了总充电量的最大化，并可庇护电池免遭过热损坏或电损坏。
当电池电压降到内部阈值以下时，BQ24060会重新开头充电，假如去除外部输入电源，那么就会进入低功耗睡眠模式。
BQ24060集成了反向阻断庇护机制，以避开在没有DC第1页共6页。
锂电池智能充电原理,设计电路,充电方法.
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 ofcellphone,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。
基于单片机的智能充电器硬件设计
邮局订阅号：82-946120元/年技术创新嵌入式与SOC《PLC 技术应用200例》您的论文得到两院院士关注闫艳霞:讲师硕士基金申请人:姜利英;基金资助项目名称:基于BNI 融合的传感器构筑及性能研究;基金颁发部门:国家自然科学基金委;基金编号:(61002007)基于单片机的智能充电器硬件设计Design of intelligent charger based on single-chip microcomputer(郑州轻工业学院)闫艳霞姜利英姜素霞YAN Yan-xia JIANG Li-ying JIANG Su-xia摘要:锂离子电池以其诸多优点成为应用最广泛的可充电电池,针对锂离子电池充电器的不足,设计了一种采用单片机控制的智能型充电控制器,系统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,该智能充电器实现智能控制预充、快充、满充三个充电进程,判断充电终止状态,能够有效防止锂离子电池的欠充或过充,具有高效安全的充电控制、过压保护和过流保护功能。
关键词:锂离子电池;智能充电器;AT89C51;MAX1898中图分类号:TN248.4文献标识码:AAbstract:Lithiumion batteries have become the most widely used rechargeable batteries due to their many bined with the shortcomings of common chargers,I try to design a type of intelligent battery charger based on microcomputer.The hardware cir -cuits of the system include microcomputer circuit,charge control circuit,voltage transformation and the light pair isolating circuit..It can control both the three charging process which include previous charge,fast charge and full charge,and judge the charge termina -tion state smartly.It aslo can prevent less charged or overcharged of lithium battery effectively,it also has the functions of high secu -rity charge control,over-voltage protection and over-current protection.Keywords:Lithium battery;intelligent battery charger;AT89C51;MAX1898文章编号:1008-0570(2012)10-0207-02引言电池技术的进步要求复杂的充电算法以实现快速、安全的充电,因此需对充电过程进行更精确的监控(如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控)。
锂电池快充方案
锂电池快充方案引言随着智能设备的普及和便携性的要求不断增加，锂电池作为一种高能量密度、长周期寿命和较低自放电率的电池技术，逐渐成为主流。
然而，传统的锂电池充电时间长、效率低的问题也限制了其应用范围。
为了解决这个问题，科技公司和电池制造商们纷纷推出了各种锂电池快充方案。
本文将介绍几种常见的锂电池快充方案以及它们的优缺点。
USB-PD快充USB Power Delivery（USB-PD）是一种智能充电技术，可以通过USB接口为设备提供更高功率输出。
与传统USB接口相比，USB-PD可以提供更高的电压和电流，从而实现更快的充电速度。
USB-PD快充的优点在于广泛的适应性，因为几乎所有现代智能设备都支持USB接口。
此外，USB-PD具有逆向兼容性，可以通过适配器连接到不同类型的设备。
然而，USB-PD快充也存在一些限制，例如需要支持USB-PD的充电器和电缆，以及设备自身必须支持USB-PD协议。
快充充电协议除了USB-PD快充，还有一些其他的快充充电协议，例如Qualcomm的Quick Charge和OPPO的VOOC。
这些协议通常与特定品牌或型号的智能设备兼容，并使用专有的充电器和电缆来提供更高效的充电体验。
快充充电协议的优点在于它们可以针对特定品牌和设备进行优化，提供更高的充电效率和更短的充电时间。
然而，这也意味着用户在购买和使用快充充电器时需要注意兼容性问题。
GaN快充技术氮化镓（GaN）是一种新型半导体材料，具有更高的能量转换效率和更小的体积。
在锂电池快充方案中，GaN技术可以用于充电器的设计，以提供更高的功率输出和更小的体积。
GaN快充技术的优势在于它可以大大减小充电器的尺寸和重量，同时提供更高的充电效率。
然而，由于GaN技术仍处于发展阶段，目前市场上的GaN充电器相对较少，价格也相对较高。
无线快充技术无线快充是一种无需通过电缆连接即可充电的技术。
它通过电磁感应或电磁共振将电能传输到设备上进行充电。
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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<C）例如，一节容量为1000mAh的电池在充电电流为1000mA时，能够充电1C(电池容量的1倍>也能够用1/50C(20mA>或更低的电流给电池充电。
尽管如此，这只是一个普通的低电流充电方式，不适用于要求短充电时间的快速充电方案。
现在使用的大多数充电器在给电池充电时都是既使用低电流充电方式又使用额定充电电流的方法，即容积充电，低充电电流一般使用在充电的初始阶段。
在这一阶段，需要将会导致充电过程终止的芯片初期的自热效应减小到最低程度，容积充电一般见在充电的中级阶段，电池的大部分能量都是在这一阶段存储的。
在电池充电的最后阶段，一般充电时间的绝大部分都是消耗在这一阶段，能够经过监测电流、电压或两者的值来决定何时结束充电。
同样，结束方案依赖于电池的化学特性，例如：大多数锂离子电池充电器都是将电池电压保持在恒定值，同时检测最低电
流。
镍镉、NiCd电池用电压或温度的变化率来决定充电的结束时间。
充电时部分电能被转换成热能，直至电池充满。
而充满后，所有的电能将全部被转换成热能。
如果此时不终止充电，电池就会被损坏或烧毁。
快速充电器电池<完全充满的时间小于两小时的充电器）则能够解决这个问题，因为这些充电器是使用高充电电流来缩短充电时间的。
因此，对于锂离子电池来说,监测它的温度是至关重要的，因为电池在过充电时会发生爆裂，在所有的充电阶段都应该随时监测温度的变化，而且在温度超过最大设定值时立即停止充电。
2 总体设计
充电电路由三部分：控制部分，检测部分及充电部分组成。
如图1所示，采用F310单片机进行充电控制，单片机本身具有脉宽调制PWM型开关稳压电源所需的全部功能，具有10位A/D转
换器。
利用单片机A/D端口，构成电池电压，电流，温度检测电路。
单片机经过电压反馈和电流反馈信号，直接利用PWM输出将数字电压信号并转化成模拟电压信号，能够保证控制精度。
3 控制部分电路设计
C8051F310单片机
①模拟外设
a.10位ADC：转换速度可达200ks/s,可多达21或17个外部单端或差分输入，VREF可在外部引脚或VDD中选择，内置温度传感器<±3℃），外部转换启动输入；
b.两个模拟比较器：可编程回差电压和响应时间，可配置为中断或复位源，小电流<〈0.5μA）。
②供电电压
a.典型工作电流：5mA、25MHz；。