电池组充电管理电路设计
动力锂电池组充电管理电路设计
到 １ ０ ｍＡ 时 ， 为 充 电 终 止 ， 电 曲 线 如 图 ｌ所 认 充
示 卜 ．
● 电池 自放 电率 的不 同 ， 长 时间积 累 ， 成 电池 经 造
容 量 的差异 ；
● 电池 使用 过 程 中 ， 用环 境 如温度 、 使 电路 板 的差
异， 导致 电 池容 量 的不 平衡 ．
基金项 目： 福建省科技计划项 目（ ０ ７ ０ ５ 资助 ２ ０ ＨＯ ３ ）
＊通 讯 作 者 ： ｅ ｎ １ ３ ｃ ｒ ｗｘ ｈｅ ＠ ６ ． ｏ ｎ
动态均衡． 但由于回馈型设计控制方法复杂， 制造成本
维普资讯
厦 门 大学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
维普资讯
第 ４ ７卷
第 ５ 期
厦 门大 学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｅ ｉｅ ｓｔ （ ｔ ｒ ｌＳ ｉｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｆＸｉｍ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉｙ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ）
Ｖｏ ＿ ７ ＮＯ ５ ｌ４ ．
２ ２ 升 压 电 路 ［］ ．
电能 的输 入 转化 环节 由开 关 电源 电路 和调 压电路 两部 分组 成． 开关 电 源将输 入 的工 频 交 流 电转 化 为 １ ８
１ ３充 电 方 案 选 择 ．
锂电池串联放电并联充电自动转换电路
锂电池串联放电并联充电自动转换电路
锂电池串联放电并联充电自动转换电路的设计需要考虑多个因素，包括电池的电压、电流和充电管理。
以下是一个基本的电路设计概述：
1. 电源输入：电路需要一个电源输入，通常是一个电压源，用于为整个电路提供能量。
2. 电池串联放电：当电池串联放电时，所有电池的负极连接在一起，正极分别连接到电路的其他部分。
这样可以提供更高的电压，但电流会根据电池的数量而变化。
3. 电池并联充电：当电池并联充电时，所有电池的正极连接在一起，负极分别连接到电路的其他部分。
这样可以提供更大的电流容量，但电压会根据电池的数量而变化。
4. 充电管理：电路需要一个充电管理芯片，用于控制充电过程。
该芯片可以根据电池的电压和电流情况调整充电电流和电压，以避免过度充电或损坏电池。
5. 自动转换：电路需要一个自动转换器，用于在串联放电和并联充电之间自动切换。
该转换器可以根据电池的电压和电流情况以及外部输入信号进行切换。
6. 保护电路：为了保护电池和电路免受损坏，需要添加一些保护电路，如过流保护、过压保护和温度保护等。
需要注意的是，以上只是一个基本的概述，实际的电路设计可能因应用需求和电池规格而有所不同。
因此，在进行设计之前，建议仔细研究相关规格和要求，并参考相关设计资料和文献。
动力电池管理系统硬件设计电路图
动力电池管理系统硬件设计电路图电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。
目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。
电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。
锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。
但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。
而电池管理系统能够解决这一问题。
当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。
此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。
本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。
1电池管理系统硬件构成针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。
1.1MCU模块MCU是系统控制的核心。
本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。
该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。
该单片机具有以下特性：(1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。
1.2检测模块检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。
1.2.1电压检测模块本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。
对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。
采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。
所以采用分压的电路进行检测。
10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。
采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。
对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。
各种锂电池充电电路设计
六、简易充电电路：现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池。
其性能优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的维修代换，因而深受广大电子爱好者喜爱。
有兴趣的读者可参照图二制作一块充电板。
其原理是：采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。
输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。
R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。
随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降将降低，从而使Q3截止， LED将熄灭，为保证电池能够充足，请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。
使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。
本电路的优点是：制作简单，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．通过改变W1可以对多节串联锂电池充电，改变W２可以对充电电流进行大范围调节。
缺点是：无过放电控制电路。
图三是该充电板的印制板图（从元件面看的透视图）。
概述PT6102 是一款高度集成的单节锂离子电池充电器，较少的外部元件数目使得它非常适合于便携式应用。
内部集成功率管，不需要外部检测电阻和防倒灌二极管。
充电电流通过外部电阻进行设置，充电结束电压固定在4.2V。
热反馈可以自动调节充电电流，可以在大功率或高环境温度下对芯片加以保护PT6102 分三个阶段对电流进行充电：当电池电压低于2.9V 时是涓流充电，当电池电压大于2.9V 时是恒流充电，并且涓流充电电流是恒流充电电流的1/10,当电池电压到4.2V 时进行恒压充电，在恒压充电过程中，充电电流逐渐减少，当减少到恒流充电电流的1/10 时，结束充电过程。
特点可以用 USB 端口直接对单节电池进行充电.充电电流最大可以到 800mA不需要外部功率管，检测电阻和防倒灌二极管涓流、恒流、恒压三阶段，并有热调节功能，可以在无过热的情况下最大化充电电流精度达±1%的4.2V 充电电压SOT23-5 和ESOP8 封装TP4057简介：TP4057是上海霖叶电子有限公司生产的单节锂电池充电管理芯片，输入电压为4V ~ 9V，典型值为5V，可改变TP4057的6脚电阻来控制充电电流，计算公式为RPROG =1000/IBAT（当IBAT <300毫安时）、RPROG =1300/IBAT -1000(当IBAT>300毫安时)，调节范围100 ~ 500毫安，截止充电电压4.2V，外围简单，无须外接开关管，具有充电指示和充满指示、防电池反接、电源欠压保护等功能。
锂电池充放电电路
锂电池充放电电路锂电池充放电电路是一种常见的电池充放电电路，它主要是为了利用锂电池存储能量而设计的。
锂电池充放电电路可以将外部的电能转换成为内部的电能，从而实现对锂电池的充放电。
首先，锂电池充放电电路的结构主要包括四部分：电源管理（PMU）、锂电池充电管理器（CMC）、电池充电控制器（BCC）和锂电池充放电控制器（BDC）。
其中，PMU主要用来检测外部电源的参数，如电压、频率等，并把相应的信号发送给CMC。
CMC负责监测电池的电压和温度，根据外部电源的参数及电池的电压和温度，控制BCC和BDC进行充放电操作。
BCC根据电池的电压和温度，控制电池的充电过程，以便获得最佳的充电效果。
BDC也根据电池的电压和温度，控制电池的放电过程，以便获得最佳的放电效果。
其次，锂电池充放电电路的功能主要是实现对锂电池的充放电，即使用外部电源向锂电池充电，然后从锂电池中放电。
在充电过程中，PMU会检测外部电源的参数，并将相应的信号发送给CMC，CMC会根据外部电源的参数及电池的电压和温度，控制BCC，BCC会根据电池的电压和温度，控制电池的充电过程，以便获得最佳的充电效果。
在放电过程中，CMC也会根据外部电源的参数及电池的电压和温度，控制BDC，BDC也会根据电池的电压和温度，控制电池的放电过程，以便获得最佳的放电效果。
此外，锂电池充放电电路还具有安全性方面的优势，以确保电池在使用过程中不会遇到安全隐患。
如果外部电源出现异常，PMU会立即停止充电，以防止电池受到损坏。
此外，CMC也会根据电池的电压和温度，控制BCC和BDC的充放电操作，避免因外部电源异常而导致电池过充电或过放电，从而保障电池的安全性。
最后，锂电池充放电电路能够有效地利用外部电源对锂电池进行充放电，且具有良好的安全性，因此，它已经成为目前常用的电池充放电电路之一。
电路设计中的电源管理电路设计电源管理电路设计的原理和应用
电路设计中的电源管理电路设计电源管理电路设计的原理和应用电路设计中的电源管理电源管理是电路设计中非常重要的一部分，它负责对电路中的电源进行管理和控制，保证电路在正常工作范围内稳定供电。
本文将介绍电源管理电路设计的原理和应用。
一、电源管理电路设计原理1. 电源管理电路的分类电源管理电路根据其功能和性质可以分为多种类型，常见的包括：稳压电源、电池管理电路、过压保护电路、欠压保护电路、过流保护电路、过热保护电路等。
每种电源管理电路都有其特定的设计原理和应用场景。
2. 稳压电源设计原理稳压电源是电路中常用的一种电源管理电路，其主要功能是保持输出电压的稳定。
常见的稳压电源设计包括线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源的原理是通过稳压芯片将输入电压降低到所需的输出电压，然后再通过放大器将电流放大并加以稳定。
开关稳压电源则通过开关原件将输入电压进行调制，控制输出电压的稳定性。
3. 电池管理电路设计原理电池管理电路主要用于对电池进行充电和放电的控制，以及电池电量的监测和保护。
常见的电池管理电路包括充电管理电路、放电管理电路和电池保护电路。
充电管理电路通过控制电流和电压，对电池进行安全、高效的充电；放电管理电路则可以根据电池的工作状态进行放电控制，延长电池的使用寿命；电池保护电路则负责监测电池的电压、温度等参数，一旦发现异常情况，及时采取保护措施，防止电池损坏。
二、电源管理电路的应用1. 通信设备中的电源管理电路在通信设备中，电源管理电路的设计尤为重要。
通信设备通常需要多个电源来同时供电，而不同的电源需要不同的电压和电流特性，因此需要设计合适的电源管理电路来满足这些需求。
同时，通信设备的电源管理电路还需要具备过压、欠压、过流等保护功能，以确保设备的安全和稳定运行。
2. 汽车电子中的电源管理电路汽车电子由于工作环境的恶劣和电源的复杂性，对电源管理电路的要求更高。
电源管理电路在汽车电子中起到了至关重要的作用，能够保证电路的稳定供电，同时承担着电源保护、电池管理等功能。
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现
概述
锂电池组是目前使用最广泛的可充电电池之一，其高能量密度和长寿命使其在很多领
域得到广泛应用。
由于锂电池组中单个电池之间的性能差异，常常会导致电池组的不平衡，从而降低了电池组的整体性能和寿命。
为了保证锂电池组的平衡充电，需要设计一种有效
的均衡充电电源。
设计原理
锂电池组均衡充电电源的设计原理是通过监测每个电池的电压，并根据电池之间的电
压差异来调节充电电流，以实现电池组的均衡充电。
当某个电池的电压超过设定的阈值时，均衡充电电源会降低该电池的充电电流，使其与其他电池保持相同的充电状态。
当某个电
池的电压低于阈值时，均衡充电电源会提高该电池的充电电流，以提高其电压。
设计方案
1. 电压监测电路：设计一个电压监测电路，用于监测每个电池的电压。
这个电压监
测电路可以使用电压比较器和参考电压源来实现。
2. 控制电路：设计一个控制电路，用于根据电池的电压差异来调节充电电流。
这个
控制电路可以使用微控制器来实现，通过读取电压监测电路的输出信号，并根据设定的充
电策略来控制均衡充电电流。
3. 设计充电电源：选择合适的开关电源，并根据充电电流的大小来选择开关电源的
输出功率。
将充电电源连接到每个电池的正极，以提供均衡充电电流。
4. 进行实验验证：将设计好的锂电池组均衡充电电源连接到一组锂电池上，调节充
电电流，并监测每个电池的电压变化。
根据实验结果，调整充电策略和充电电流，以得到
最佳的均衡充电效果。
锂电池充电电路设计
锂电池充电电路设计通常为了提高电池充电时的可靠性和稳定性，我们会用电源管理芯片来控制电池充电的电压与电流，但是在使用电源管理芯片设计充电电路时，我们往往对充电电路每个时间段的工作状态及电路设计注意事项存在一些困惑。
1、电池充电方式简介理论上为了防止因充电不当而造成电池寿命缩短，我们将电池的充电过程分为四个阶段：涓流充电（低压预充，此状态的电池电压比较低，实际使用时，建议将锂电池欠压保护点提高，避免电池出现过放电现象）、恒流充电、恒压充电以及充电终止。
典型的充电方式是：先检测待充电电池的电压，在电池电压较低情况下，先进行预充电，充电电流为设定的最大充电电流的1/10，当电池电压升到一定值后，进入标准充电过程。
标准充电过程为：以最大充电电流进行恒流充电，电池电压持续稳定上升，当电池电压升到接近设定的最大电压时，改为恒压充电，此时，充电电流逐渐下降，当电流下降至最大充电电流的1/10时，充电结束。
阶段1：涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。
在电池电压低于3V左右时采用涓流充电，涓流充电电流是恒流充电电流的十分之一即0.1c(以恒定充电电流为1A举例，则涓流充电电流为100mA)。
阶段2：恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电。
恒流充电的电流在0.2C至 1.0C之间。
电池电压随着恒流充电过程逐步升高,一般单节电池设定的此电压为3.0-4.2V。
阶段3：恒压充电——当电池电压上升到4.2V时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。
电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续充电电流由最大值慢慢减少，当减小到0.01C时，认为充电终止。
（C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法，如电池是1000mAh 的容量，1C就是充电电流1000mA。
）阶段4：充电终止——有两种典型的充电终止方法：采用最小充电电流判断或采用定时器(或者两者的结合)。
最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流，并在充电电流减小到0.02C至0.07C范围时终止充电。
蓄电池充电控制电路设计
蓄电池充电控制电路设计摘要：传统蓄电池充电装置往往采用简单恒流或恒压方式，不具备实时监测充电状态的能力，极易造成过充且对蓄电池造成不可逆损坏。
为克服上述缺点，针对蓄电池充电装置要求体积小、充电效率高的特殊要求，采用DSP作为核心控制器，运用现代电力电子、高频逆变以及适时放电去极化的综合数字控制技术，设计了包含AC-DC转换、全桥逆变及驱动、整流滤波等电路模块的新型蓄电池充电装置，经电路仿真及实际实验表明，所设计的蓄电池充电装置能够对电池状态进行精确监测，并具有充电效率高、功率重量比大等优点。
关键词：蓄电池；充电装置；全桥逆变；DSP蓄电池充电设备优劣直接影响到蓄电池的性能。
蓄电池由于其特殊的工作场合，要求其充电装置必须满足充电效率高、充电策略及控制算法可调整、能够对蓄电池状态进行实时监测以及体积小、重量轻、工作稳定可靠等特殊要求[1]。
目前常规蓄电池充电装置由于不具备上述特点，若直接用来对蓄电池进行充电，往往会对价格昂贵的蓄电池造成极大的损害，大大缩短蓄电池的使用寿命。
本文采用DSP作为核心控制器，运用现代电力电子、高频逆变以及适时放电去极化的综合数字控制技术，设计了包含AC-DC转换、全桥逆变及驱动、整流滤波及放电等电路模块的新型蓄电池充电装置，并对所设计的装置进行仿真及实际试验，实验结果表明所研制的充电系统能够满足蓄电池的要求。
1蓄电池充电策略分析诸多学者对蓄电池的充电策略进行了研究，如文献[2]介绍了适合于多个蓄电池组串联的恒流充电方法，此方法的明显缺点就是充电初期电流偏大，后期充电电流偏大，特别是在充电后期，对电池损坏较大。
文献[3]中介绍了恒压充电方法，随着电池内阻的增高，充电电流不断减小，从趋势上符合电池可接受充电电流曲线，但是恒压充电电压的选择较困难，电压太大充电开始阶段电流过大，对电池损害大，电压太小则会加长电池充电时间。
文献[4]和文献[5]分别讨论了两阶段和三阶段充电方式，由于这两种充电方式易于实现，操作简单，一定程度上弥补了简单恒流恒压充电方法的缺点，所以应用比较广泛，但是其无法根据蓄电池实时状态进行电流和电压的调整。
3.7v锂电池充放电保护电路
3.7v锂电池充放电保护电路摘要：1.引言2.3.7v 锂电池简介3.充放电保护电路的作用4.电路设计原理5.电路元件介绍6.电路制作与调试7.总结正文：【引言】随着科技的发展，锂电池已广泛应用于各种电子设备中。
其中，3.7v 锂电池因其较高的电压和较轻的重量，被大量应用于便携式电子产品。
为了确保锂电池的安全稳定工作，充放电保护电路的设计至关重要。
本文将详细介绍3.7v 锂电池充放电保护电路的相关知识。
【3.7v 锂电池简介】3.7v 锂电池是一种锂离子电池，其标称电压为3.7v。
相较于传统的镍氢电池和镍镉电池，3.7v 锂电池具有更高的能量密度，更轻的重量和更长的寿命。
这使得3.7v 锂电池成为许多电子设备的首选电源。
【充放电保护电路的作用】充放电保护电路主要负责对3.7v 锂电池进行充放电控制，以防止过充、过放、过流和短路等异常情况，确保锂电池的安全稳定工作。
同时，保护电路还能对电池的充电状态进行监测，提供电池状态信息。
【电路设计原理】3.7v 锂电池充放电保护电路通常由四部分组成：充电控制器、放电控制器、电池状态监测器和保护元件。
充电控制器负责控制充电过程，使电池在合适的电压下进行充电；放电控制器负责控制放电过程，保证电池在安全的范围内放电；电池状态监测器负责实时监测电池的充电状态，提供电池状态信息；保护元件包括保险丝、二极管等，用于在电路出现异常时切断电流，保护电路和电池。
【电路元件介绍】充电控制器和放电控制器通常采用专用集成电路，如Ti 的BQ24075、BQ24100 等。
电池状态监测器可以使用电压传感器或电流传感器，如ADI 的AD8209、AD8210 等。
保护元件可以选择合适的保险丝和二极管，如Littelfuse 的3.7v 系列保险丝和1N4148 二极管等。
【电路制作与调试】设计好电路图后，按照电路图选择合适的元件进行焊接。
焊接完成后，对电路进行调试，确保充电、放电保护功能正常。
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电池组充电管理电路设计
随着国际原油价格飞涨，各种新型能源的研究成为公众关注的焦点。
电能作为动力能源已经在各种车辆上得到广泛应用。
锂电池以具有较高的能量质量比和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命较长等优点成为动力电能的首选。
作为一种新型动力技术，锂电池在使用中必须串联才能达到使用电压的需求，单体性能的参差不齐并不全缘于电池生产技术问题，即使每只电池出厂时电压，内阻完全一致，使用一段时间以后，也会产生差异，这使得解决动力电池充电技术问题成为迫切需要解决的技术问题。
本设计在充分考虑工业成本控制和稳定性要求的基础上，采用能耗型部分分流法对动力锂电池充电进行均衡管理，改善了电池组充电的不平衡性，提高了工作性能。
1 锂电池组充电方案选择
1. 1 单节锂电池充电要求
对单节锂离子电池的充电要求（ GB/ T18287 -2000）首先是恒流充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4. 2 V （4. 1V），改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到10 mA 时，认为充电终止，充电曲线如图1 所示。
图1 锂电池充电曲线
1. 2 锂电池组充电特性
在动力电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。
连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电池的容量加速衰减，串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的，因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短。
造成这种不平衡的主要原因有：
●电池制作过程中，由于工艺等原因，同批次电池的容量、内阻等存在差异；
●电池自放电率的不同，经长时间积累，造成电池容量的差异；
●电池使用过程中，使用环境如温度、电路板的差异，导致电池容量的不平衡。
1. 3 充电方案选择
为了减小不平衡性对锂电池组的影响，在充电过程中，要使用均衡电路。
目前对于锂电池组进行均衡管理的方案主要有2种，能耗型和回馈型。
能耗型是指给各个单体电池提供并联支路，将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。
回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。
理论上，当忽略转换效率时，回馈不消耗能量，可实现动态均衡。
但由于回馈型设计控制方法复杂，制造成本较高，本充电器采用能耗型设计。
能耗型按能量回路处理方式又可以分为断流和分流。
断流指在监控单体电压变化的基础上，满足一定条件时把单体电池的充电回路断开，充电电流完全通过旁路电阻。
通过机械触点或电力电子部件组成的开关矩阵，动态改变电池组内单体之间的连接结构。
而分流并不断开工作回路，而是给每只电池增加一个旁路电阻，当某单体电池高于组内其他电池时，将充电电流的全部或一部分导入旁路电阻。
从而实现对各个单体电池的均衡充电。
由于动力锂电池组功率较大，在综合考虑充电效率，热管理等方面因素之后，我们使用部分分流法为充电器的设计方案。
2 系统设计及分析
2. 1 系统整体结构
如图2 系统框图所示，工频交流电通过开关电源转化为18 V/ 5 A 的直流电输出给升压电路，升压电路根据CPU 的控制信号为电池组充电提供一定的充电电流，电压监控电路将电池的实时电压情况反馈给CPU ，CPU 通过升压电路实现对电池组整体充电电压、电流的控制。
通过均衡电路实现各个单体电池充电速率调整，以保证整个电池组充电的一致性。
图2 系统整体框图
2. 2 升压电路
电能的输入转化环节由开关电源电路和调压电路两部分组成。
开关电源将输入的工频交流电转化为18V/ 5 A 直流电输出。
由于当前开关电源技术已经相当成熟，在此就不再赘述。
升压电路的作用是将开关电源输出的直流电调节转化为电池组充电所要求的电压、电流，并能够根据充电状态对输出电压、电流进行实时调节。
升压电路如图3 所示。
图3 升压电路
其中R1 、R2 、Q1 构成电源反接保护电路，Q5 是整个升压电路的开关，Q2 、Q4 、U1 构成场效应管Q3 驱动级电路，Q3 、L1 、D1 、C4 、C5 构成BOOST 升压调节电路，R9 、R10 、C6 为电压采样电路。
在充电器正常工作时，开关电源的正负极输出分别接到DC+ ，DC- ，开关管Q5 关断。
CPU 根据电池监控电路反馈的电压计算出的PWM 占空比，输出相应的调制信号。
PWM 调制信号经过驱动级放大调整，控制Q3 开关状态，以产生所需要的输出电压。
由于稳态条件下，电感两端电压在一个开关周期内的平均值为零。
可得：
其中，UL 为电感两端电压在一个开关周期内的平均值；U0 为输出电压；Ui 为输入电压；T 为开关周期；ton为Q3 处于通态的时间；toff 为Q3 处于断态的时间。
令UL = 0 ，在电感电流连续的工作过程中有：
其中
因此只需要调节PWM 输出的占空比，就能有效地控制电池的充电电压。
由于单个锂电池的电压过小，为得到更大的工作电压，一般需要将锂电池串联使用。
电池组充电过程中，需要对每个电池的电压情况进行实时监控，以保证每个电池工作在正常工作状态下，避免发生过充现象，损坏锂电池。
串联锂电池电池组中，各个锂电池的基准电平不同。
假设电池组中的电池电压分别为a1 ， a2 ，？，则对地第一节电池电压为a1 ，第二节电池电压为a1 + a2 ，以此类推。
在电压监控中我们需要对各个电池的实时电压进行比较，就必须设计一定的电路，将各个电池的电压转化到同一基准上。
采取光耦隔离取样的方法可以实现电平转化，考虑到线性光耦价格是普通光耦的10 倍以上，出于工程中成本控制需要，将普通光耦线性化连接以实现电压的采集和实时监控。
在如图4 所示的单体电池电压监控电路中，使用了同一型号同一批次的两个普通光耦器件和两个运算放大器。
两个光耦中，一个用于输出，另外一个用于反馈。
反馈用来补偿发光二极管时间、温度特性上的非线性。
图4 电压监控电路
在图4 中：
其中： K1 ， K2 为电路中光耦U1 ，U2 的电流传输比。
由电路可知：
其中V bat 为电池两端电压。
由于选用同一型号同一批次的光耦，所以电流传输比近似相等，即
K1 = K2 。
所以，有：
从式（5）可知，该测量电路的电压增益只与电阻R1 ，R2 的阻值有关，与光耦的电流传输参数等无关，从而实现了对电压信号的线性隔离。
经如图所示电路转化后电池电压被转化为具有统一参考地的输出电压Vout 。
2. 4 部分分流控制电路
如图5 分流控制电路所示，充电过程中，当某一单体电压明显高于组内其他电池时，CPU 将控制端口拉高，则Q1 导通，Q2 基极电位被拉低，Q2 导通，部分电能从旁路电阻R4 分流，降低该电池充电速率，从而实现电池组各单体电池充电速率同步。
其中Iequ 为旁路电阻R4 上所流过的电流，即均衡电流；P 为旁路电阻R4 上所消耗的功率；Ubat 为电池两端电压。
图5 分流控制电路
均衡电流大小的选择会直接影响充电器的性能。
电流大，充电器整体发热量大，工作稳定性差。
电流小，电压调整幅度小，速率可调整幅度小。
经反复实验，当Iequ≈0. 1 Icharge 时，调整能力和发热量达到最佳平衡状态。
由于充电时Ubat 的范围为3~4 V ，该充电电池标称容量为2 000 mAh ，最大充电电流为2 A. 综合上面因素，R4 选择将两个47 Ω电阻并联。
3 结束语
由于单体锂电池在制造工艺、工作环境等方面的差别，会造成锂电池组串联充电的不平衡性。
运用部分分流法设计的能耗型锂电池组均衡充电器，良好地解决了电池组充电的不平衡问题。
有效地防止过充现象，提高了锂电池使用的安全性，增加了电池组的充电容量，延长了锂电池组的使用寿命。
经过反复试验，选择最适参数，控制了发热量，保证了充电器的长期稳定工作。
在设计过程中，充分考虑了实际生产的需求。
在保证实用性和可靠性的前提下，简化设计，选择常用器件，提高了性价比，具有良好的应用前景。