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用带2KB闪存的80C51基微控制器设计离线锂离子电池充电器(04-100)

—— 用带2KB闪存的80C51基微控制器设计离线锂离子电池充电器
作者:飞利浦半导体应用工程师 Anthony Xie时间:2008-03-31来源:电子产品世界

  工程师可以采用恰当组合外设和的合适8位微控制器来设计离线锂离子电池,这是一个相当不错的选择。 集成2KB和合适外设的基微控制器所提供的解决方案并不昂贵。集成的还能简便有效地调试应用码,如果必要的话,还可现场升级软件。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/80956.htm

  由于设计领域已经广泛接受并熟悉了,软件/硬件开发便可以加快进行。这一方法的另一优势在于,众多厂商提供了一系列强大而
经济的应用开发工具。考虑到成本、设计效率和安全的电池充电的重要性,基于微控制器的解决方案的诸多优势便不言而喻。 

  外设集成

  离线锂离子电池设计的益处体现在2个方面。微控制器集成了一个内部振荡器,节省了外部振荡器的器件成本及其PC主板的封装形式;内部振荡器改进了系统启动时的稳定性。

  4通道模数转换器是设计工程师应集成到芯片上的另一个颇具价值的外设。 它不仅能节省外部模数转换器成本,还能用于监测充电电压、电流及电池温度,这些都是安全电池充电操作的重要参数。

  本文介绍的用于设计的微控制器-半导体的P89LPC916 —不仅集成了这些功能, 同时包含高性能的处理器架构,能在2个时钟中执行指令,这样可以将性能提高至标准器件的6倍。定时器0很容易配置,用于脉宽调制(PWM)输出,使装配和使用PWM功能变得简单。

  电池充电的基本原理

  该设计方案是专门针对放电电压为3.6 V、电压极限为4.2 V、额定容量为700-750mAh的锂离子电池的充电方案。

  充电分为3个阶段:预充阶段、恒流充电阶段和恒压充电阶段。

  如果电池的电荷很低,只能产生很低的输出电压,预充阶段则必不可少。这种情况下,必须采用低电流充电,以保护电池。如果电池已经可以产生很高的电压(大于3V),就可以安全地省略预充阶段。当然,大多数情况都是如此。

  能量大多数是在恒流充电阶段和恒压充电阶段由流入电池的。特定电池允许的最大充电电流由电池的额定容量决定。例如,额定容量为700mAh的电池,可以使用350mA到400mA的电流进行快速充电。

  就锂离子电池而言,微控制器必须维持电池的默认充电电压,同时还要监测充电电流,以确定电池何时充满,结束充电。

  温度监测可以保证安全的充电流程,因为只要电池达到充满状态,所有多余的电能都会转化为热能。尽管微控制器必须在原有性能之上增加温度监测功能,然而目前市场上大多数锂离子电池都已经具备了过充保护功能,因此,温度监测尽管必不可少,却很少应用。


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