浅析锂离子电池充电系统的设计

浅析锂离子电池充电系统的设计与数据显示

介绍

镍镉电池和锂离子电池与市场共存的情况,本文计划充电器可以携带电荷的两种电池,选择脉冲充电法对镍镉电池、锂离子电池使用恒流充电方法,基于电池的不同的机制和计划,一台机器两栖真正完成,这是充电器的创新,也是规划中的难点。充电器的宽屏液晶显示屏可以同时显示4组充电器的充电状态，也可以单独显示一组充电器的电池参数，从而实现对电池充电过程的实时监控。

系统总体规划

系统规划的目标是:

1.四组8.4v锂离子电池或9.2v镍镉电池可同时充放电。

2.它可以与电池中的芯片通信，判断电池的化学性质。

3.关于不同化学性质的电池，选择相应的充电方式。

4.它可以与电池中的芯片通信，获取电池的电压、充电电流、容量等参数。

5.充电器配有液晶显示屏，可以显示电池的各种数据。

充电器的功能框图如图1所示。

图1系统总体规划结构图

系统硬件规划

计划和完成主控制单元

整个控制单元由单片机PIC16F873和键盘控制芯片ZLG7289A组成。重要任务是与各充电单元进行通信，处理用户输入和LCD显示信息。键盘控制芯片可控制6个键和12个led。

ZLG7289A通过SPI总线与单片机双向通信。主控单元每秒钟查询一次充电单元，获取当前充电单元是否有电池、电池性质、电池电压等信息。然后将LCD模块显示给用户。

充电单元的规划和完成

TP8002锂离子电池

充电控制芯片

TP8002是一种高效的独立开关式锂离子电池充电控制器。该控制器有4.2v和8.4v两个版本。

具有500kHz开关频率的tp882-8.4是一种高效率电流形式的PWM控制器。它由外部p通道MOSFET驱动，能够供应高达90%功率的4A充电电流。输出电压设定为8.4v，最终浮动电压为1%，充电精度为5%。此外，该设备可以在9V到22V范围内操作各种墙壁适配器。与磁滞式充电器相比，tp882-8.4的快速工作频率和电流形式的结构使小型电感和电容器成为可能。

锂离子/镍镉电池

充电单元整体规划

根据前期对TP8002的分析，该芯片是锂离子电池的充电控制器，镍镉电池要解决以下问题。首先，TP8002监控电池电压，确保电池电压不超过8.4v。而关于镍镉电池，充电截止电压可达9.2v。其次，在镍镉电池充电结束时，电池要以正常电流的30%和10%进行充电。所以，第二个要求是有关如何控制恒流电荷中的电流。另外，镍镉电池应采用脉冲充电。也就是说，以1s为周期，95%的时间用于充电，1%用于放电，其余时间不充放电。最后，如何判断某电池是锂离子电池还是镍镉电池?假如将锂离子电池误认为镍镉电池，充电电压将超过8.4v，这对锂离子电池来说是非常危险的。假如镍镉电池被误诊为锂离子电池，电池可能会被低估。因此，要确保非常低的误算率。