锂电池在线充放电管理电路的设计

　　锂电池在线充放电管理电路的设计北京中国地震局分析预报中心136牛黎明河，1758做充电管理，设计了种在线式的锂离子电池充放电管理电路，并给出了充电参数的设置方法和充放电控制的状态流程。为应用锂离子电池和外电源供电的双电源系统或仪器的设计提供了种参考。

　　1锂离子电池的特点近几年来，便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。其中锂离子电池以高能量密度高内阻高电池电压高循环次数低自放电率等特性，脱颖而出，迅速成为市场的主流。据统计，在笔记本电脑和移动电话领域，锂离子电池的市场占有率分别为80和60.根据曰本矢野经济研宄所的预测，锂离子电池正以53.33的年增长率快速取代传统的镍铬和镍氢电池市场。

　　虽然锂离子电池有以上所说的种种优点和良好的市场前景，但它对保护电路的要求比较高，在使用过程中应严格避免出现过充电过放电现象，放电电流也不宜过大，般而言，放电速率不应大于0.20.锂电池的充电过程1.在个充电周期内，锂离子电池在充电开始之前需要检测电池的电压和温度，判断是否可充。如果电池电压或温度超出制造商允许的范围，则禁止充电。允许充电的电压范围是每节电池2.5接上页份夺号0夺0，0夺1.犋1的码就县柬，后的鹿询作为8位的发送码。以生成矩阵61为例，用信息矢量乘以生成矩阵心再加上位偶校验就得到了生成码发送码。查询为信息生成码信息生成码信息生成码信息生成码2.2译码方法用查询法对8，4码进行译码，需要建造有256个值的查询。按照译码编写查询。先写出扩展汉明码码，信息取码的前，4位。

　　3否则，是位以上的错码且不能纠正。

　　将个字节可能出现的所有0255个可能值都按上面的译码步骤做遍得到查询，留作译码用。另外译码和编码还可以对整个信息字节作字节的垂直校验以增强校验能力。

　　上述检验方式已在江苏宁夏福建等地备纠错功能但有很高的检错率，应用面也很广。其中，直接模2除法CRC方式因编程简单占用程序空间少坏用查询，适合于数据通信量不大且程序及内存空间有限的场合，反之可选用快速01方式。在对数据完整性要求高的场合，可根据具体情况考虑使用汉明码或扩展汉明码。在某些要求更高的特殊情况下，则可选用更复杂些的校验码，同时通信条件的好坏也是影响校验方式选用的因素之。

　　对于任8位的接收码矢量及进疔尺存运算，得到1顾慰文。纠错码及其在计算机中的应用。北京国防工业个4位的伴随矢量，再按如下步骤比较确定原信息。

　　如果伴随式矢量是全0矢量，接收码是正确的，码的前，4位就是信息。

　　如果伴随矢量的最后位是则有位错，可纠正。将伴随矢量与矩阵舁1的每列相比校，找出相同出版社。1980 2马彦恒，尚朝轩。0尺0；差错校验在16与8031单片机无线通讯中的应用。电子技术应用，1997；23，1718 306，3口6张国定译。串行通信，程序指南。北京。清华大学出版社，1995 4王义忠。水情无线数据通信。北京中国科学技术出版社，4.2；温度犯围是2.51050！0.在电池处于深放电的情况下，必须要求充电器具有预充过程，使电池满足快速充电的条件；然后，根据电池厂商推荐的快速充电速度，般为1心充电器对电池进行恒流充电，电池电压缓慢上升；旦电池电压达到所设定的终止电压般为4.或4.2，恒流充电终止，充电电流快速衰减，充电进入满充过程；在满充过程中，充电电流逐渐衰减，直到充电速率降低到010以下或满充时间超时时，转入顶端截止充电；顶端截止充电时，充电器以极小的充电电流为电池补充能量。顶端截止充电段时间后，关闭充电。

　　顶端般而言，锂离子电池的安全电压下限为2.4，其所要求的误差精准度并不如充电电压精确，但亦必须配合适当的过放电延迟时间，以同时兼顾最大使用电量与过放电保护的要求。当电池进行放电动作电池电压低于过放电保护电压时，应当关闭电池放电，避免电池过放电现象发生。当放电电流过大，保护电路应该关闭电池放电，执行过放电电流保护功能。至于保护电流的大小，可以根据负载的大小加以设定。值得注意的是保护电路不能因为负载需要短时间的大电流而误动作，保护电路必须提供不同的过放电电流保护延迟充电和放电管理，以及对电池工作状态的实时监测，完成外部供电电压和内部电池电压的实时切换。充放电管理电路的结构2.

　　3充电管理电路原理节锂离子电池充电管理电路。肘入1758芯片内部电路包括输入调节器电压检测器充电电流检测器定时器温度检测器和主控制器。

　　输入电流调节电路用于限制电源的总输入电流，包括系统负载电流和充电电流。当检测到输入电流大于设定的限流门限时，通过降低充电电流可达到限制输入电流的目的。因为系统工作时电源电流的变化范围较大，如果充电器没有输入电流检测功能，则输入电源嫱上适配器或其它直流电源必须能够提供最大负载电流与最大充电电流之和。这将使电源的成本增高体积增大。

　　而利用输入限流功能则能够降低充电器对直流电源的要求，同时也简化了输入电源的设计。2中利用河，1758的033引脚与033！引脚之间的外接电阻尺1来检测输入电流，131引脚设置检测门限。需要注意低。为减小压差，般应选择较小的电阻值；但过小的阻值会使内部输入检流放大器的失调电压增大，从而降低电流检测精度。因此，应综合考虑，选择适当的及1值。

　　电压检测电路可与电流检测电路分别对电池电压和充电电流进行调节监测。最大充电电流由13丁0饥引脚的电压值确定，电池充电终止电压限定为4.2，通过，人，1引脚的外接分压电阻在4.04.4之间调节。

　　电池节数由江引脚设置，江引脚接，0浮空接尺接几分别电池节数为1节2节3节4时间，提高工作的稳定性。

　　除此之外，整体锂离子电池组的保护功能还可以通过电池内部的安全阈作内压保护，外部电路的热敏电阻进行高温保护。

　　2在线充放电管理的电路结构由于锂离子电池对保护电路要求比较高，在设计充电和放电电路时，应该充分考虑到可能出现的各种情况，并加以保护，以确保电池安全工作。在实际设计中，需要将锂离子电池应用在长期无人看守的仪器中，要求充放电管理电路可自动监测锂离子电池外部供电以及负载的状态，并做出相应的动作，以确保负载长期稳定地工作，锂电池安全有效地工作。选择添人父公司生产的锂离子充电管理芯片，入1758和，01正3公司生产的低功耗单片机8710767来实现对锂离子电池的节。，758的电压检测精度为±0.8.电压检测和电流检测结果送入内部主控制器，主控制器通过驱动内部河031导通或断开以达到控制电流或限制电池电压的目的。

　　定时器和温度检测器为电池充电提供附加保护。由于充电效率达不到100，充电时间限定值应留有余量。

　　温度传感器应接在1肘和0况0之前，靠近电池安装。

　　温度传感器可选择具有负温度系数的热敏电阻，+25.，日寸阻值为101.，砧办3，6传感器公司1厌电子公司均可提供适当的产品。，人1758以1.2出的频率检测电池温度。

　　4充电参数设置4.1电池终止电压设置通过肘人又1758的！01引脚外接分压电阻可以设置电池充电终止电压，分压电阻应选择阻值低于lOOk，精度为l以上的精密电阻。电池充电终止电压与电池的化学特性和内部构造有关，具体参数由电池厂商提供。人0引脚的电压与电池充电终止电压！电池节数汉基准电压彡之间的关系由下4.2充电电流设置快充过程的充电电流由丁01引脚的电压值，01决定，该电压由连接在拙和之间的分压电阻调节。当13沉丁引脚接班时，电流为最大值1.5人。，与31的关系式如下10时，典型充电时间设置为，1与丁1肘82的外接电容均为1预充时间为7.5分钟快充时间为90分钟满充时间为90分钟顶端终止充电时间为45分钟。

　　5过充过放保护单片机8710767的主要功能是实时监测外供电电压电池电压负载电压和电池温度，并根据监视参数以及与主CPU进疔参数交换。

　　8710767有个人0转换接口，分别用于监测外供电电压电池电压负载电压和电池温度。工作时8710767每20毫秒就对外供电电压进疔次入0转换，读取外供电电压值。旦外供电电压低于设定值时，8710767就打开功率姑057将负载供电切换到电池上，3.8710767每秒钟检测次电池电压负载电压和电池温度，判断电池是否需要充电。若电池电压低于设定的值，而外供电电压和温度都满足充电的条件，则打开肘人，1758，对电池充电，补充电池能量。当电池给负载供电，电池电压低于安全放电的电压值每节电池电压低于2.4时，8710767立刻将1关断，防止电池过放，并将负载肘人，1758等外围电路关闭，转入低功耗工作模式，以节省耗电，等待外供电电压恢复正常时，再重新启动。如果检测到负载电压过低，会认为是过流引起的，也将立即关闭负载，转入低功耗工作模式，等待外部唤醒。这样，870767可以实现电池以及负载电路的保护，使得仪器在外部供电电源不太稳定的环境下可以长期稳定地工作。

　　4.3输入电流限制输入限流门限由13引脚的电压确定，根据下式可确定的值。

　　4.4选择电感电感值与电流纹波的大小有关。选用较大的电感时电流纹波较小，但如果电感的物理尺寸相同时，电感值越大，通常电感的等效串联电阻和额定电流较小。从总体指标考虑，电流纹波般设置为平均充电电流的3050.假设纹波电流与直流充电电流之比为1优，则电感值由下电池供电池负载正常1758关闭收到关机命令关机操向主，发送关机命令率，为300沾2.电感额定电流应大于，41+乙仿2.

　　4.5充电时间设置，入1758内含4个定时时间设置功能，即预充快充满充顶端截止充电时间。在01外接电容可设置预充满充和顶端截止充电过程的时间限制，在丁2上夕接电容可设置快充时间限。充电速率为BatteryChargerwithIntenal28VSwitch，20013金里。锂离子电池及其保护电路。电子产品坻界欢迎邮购本刊19951999年光盘版，每套100元I3