锂电池充电器的设计

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1、锂电池充电器的设计介绍根据其尺寸，重量和能量储存优点，锂-离子可再充电电池正在被用于许多的应用领域。这些电池已经被考虑为优先的电池于手提式计算机的应用,移置NiMH和NiCad电池,而且行动电话正在飞快地成为锂电池的第二个主要的市场。理由是明显的。锂-离子的电池提供很多的好处对与终端消费者。对于手提式计算机来说,锂-离子电池在相同条件和大小并减少重量的情况下能够提供比NiCad和NiMH更为持久的电力。相同的优点对于蜂窝电话更是真实的。一个电话能被做得更小和更轻如果使用李-离子的电池的话而不牺牲续航时间。当锂-离子的电池费用降下来的

2、话,甚至更多的应用将会转变到这一个更轻巧和更小巧的技术上来。当消费者一直要求方便的时候，市场的趋势表明一个持续不断的增长在所有的可再充电的电池中。根据以前市场的资料大约在1997年的时候表明大约二亿个锂-离子电芯将会被装船运送,相比较于600百万个NiMH的电芯。然而,有必要说明的是三个NiMH的电芯相当于一个锂-离子的电芯在被包裹为电池包装的时候。因此，真实的体积对两者来说是非常接近一样的。1997年也被标记为第一年锂-离子作为电池类型用于在大多数的手提式的计算机中,移置NiMH为高端领域中。资料显示1997年在欧洲和日本电池电芯

3、市场表现出一个变化对于锂-离子在多数的电话的应用中。锂-离子的电池是一种令人兴奋的电池技术必须给于高度的关注。要想了解这些新的电池，这设计引导者解释这些原则，要价需求以及符合这些需求的线路。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。AtmelAVR微处理器是当前市场上能够以单

4、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MASKROM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

5、是目前唯一的针对象“C”这样的高级语言而设计的8位微处理器。AT90S4433参考设计就是用“C”写的，说明用高级语言进行软件设计是多么的简单。C代码似的此设计很容易进行调整以适合当前和未来的电池。而ATtiny15参考设计则是用汇编语言写的，以获得最大的代码密度。现代消费类电器主要使用如下四种电池：•密封铅酸电池(SLA)•镍镉电池(NiCd)•镍氢电池(NiMH)•锂电池(Li-Ion)在正确选择电池和充电算法时需要了解这些电池的背景知识。密封铅酸电池(SLA)密封铅酸电池主要用于成本比空间和重量更重要的场合，如UPS和报警系统

6、的备份电池。SLA电池以恒定电压进行充电，辅以电流限制以避免在充电过程的初期电池过热。只要电池单元电压不超过生产商的规定(典型值为2.2V)，SLA电池可以无限制地充电。镍镉电池(NiCd)NiCd电池目前使用得很普遍。它的优点是相对便宜，易于使用；缺点是自放电率比较高。典型的NiCd电池可以充电1,000次。失效机理主要是极性反转。在电池包里第一个被完全放电的单元会发生反转。为了防止损坏电池包，需要不间断地监控电压。一旦单元电压下降到1.0V就必须停机。NiCd电池以恒定电流的方式进行充电。镍氢电池(NiMH)在轻重量的手持设备中

7、如手机、手持摄象机，等等镍氢电池是使用最广的。这种电池的容量比NiCd的大。由于过充电会造成NiMH电池的失效，在充电过程中进行精确地测量以在合适的时间停止是非常重要的。和NiCd电池一样，极性反转时电池也会损坏。NiMH电池的自放电率大概为20%/月。和NiCd电池一样，NiMH电池也为恒定电流充电。锂电池(Li-Ion)和本文中所述的其他电池相比，锂电池具有最高的能量/重量比和能量/体积比。锂电池以恒定电压进行充电，同时要有电流限制以避免在充电过程的初期电池过热。当充电电流下降到生产商设定的最小电流时就要停止充电。过充电将造成电

8、池损坏，甚至爆炸。电池的安全充电现代的快速充电器(即电池可以在小于3个小时的时间里充满电，通常是一个小时)需要能够对单元电压、充电电流和电池温度进行精确地测量，在充满电的同时避免由于过充电造成的损坏。充电方法SLA电池和锂电池的充电方