锂离子电池充电器的设计毕业论文.doc

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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）锂离子电池充电器的设计毕业论文目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1课题背景11.2锂离子电池的工作原理21.3锂离子电池的电特性及充电方式31.3.1锂离子电池的充放电特性31.3.2锂电池的充电方法41.4课题意义7第二章系统的硬件设计82.1系统的整体设计方案82.2充电电路的设计与实现102.2.1单片机选型102.2.2电源模块的设计112.2.3单片机外围电路的设计122.2.4快速转换器的设计132.2.5快速调节器操作142.2.6选

2、择快速转换器的电感152.2.7JTAG口设计152.3锂离子电池的充电过程172.4充电过程参数控制18第三章PCB板布线20第四章系统的软件设计224.1系统软件设计的组成部分22内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）4.1.1主程序224.1.2校准ADC子程序244.1.3监测电池子程序254.1.4快速充电子程序264.1.5低电流充电子程序274.1.6关闭PWM子程序284.1.7测量子程序284.1.8调节电压子程序294.1.9调节电流子程序304.1.10中断服务程序314.2

3、系统软件调试32第五章结论34参考文献35附录A锂电池充电器原理图36附录B锂电池充电器的PCB板37附录C锂电池充电器程序设计38致谢58内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章绪论1.1课题背景随着信息技术的迅猛发展，信息化正以不可思议的速度渗透到各个领域，电池作为一项传统产业，正经历着前所未有的变革，特别是在通信、动力及军用领域，对电池均有新的要求，为了满足市场的需求，智能电池应运而生。多年来，小型电子系统和设备一直以镍镉电池作为其标准电源配置。少

4、数较大的设备如便携式计算机、高功率无线电设备等则靠密封型免维护铅酸蓄电池供电。其后由于环境问题及对电池要求的提高，新的电池技术得到发展产生了镍氢（NiMH）电池、可充电碱性电池和锂电池。与之相适应的更复杂的电池充电和保护电路应运而生。最近几年电池技术的革新主要体现在锂电池技术上。锂电池的容量比目前大批量生产的任何可充电电池（如NiCd、NiMH）电池的容量都大。虽然以体积作为度量尺度时锂电池的容量仅比同样体积大小的NiMH电池容量仅大10%-30%，但是对于便携式设备体积大小并非其唯一重要指标，设备

5、的轻重度同样很重要。当以单位重量计算储能多少时，锂电池的优势一下体现出来了。NiMH电池相对锂电池而言要重些，同等质量的容量相比，锂电池将近是NiMH电池的两倍。 目前流行的铅酸密封蓄电池充电器大多采用三段式（恒流、恒压、浮充）充电方法，充电时间长，效率低，对电池的保护差，容易发生过充电或者充电不足的现象。过充电，可使蓄电池发热，电解液失水；充电不足，可使蓄电池内化学反应不充分，并且长期充电不足会导致电池容量下降。以上两种情况都会降低蓄电池的使用寿命。由此可见，充电器性能的好坏直接影响到蓄电池的使用

6、效果和使用寿命。 通常来说，简易充电器是不能够为不同工艺所制造的电池或者是相同工艺但是容量、电压不同的电池充电的。用简易的充电器为上述不同的电池充电，轻则造成电池充电不当，重则会酿成一系列的安全事故。用微控制器则可以解决上述问题。将微控制器用于电池充电的场合，除了智能控制的优势之外，还有降低成本、结构简单的特点。使用微控制器能够在很短的周期内开发出可应用于各种场合，功能完善的智能充电器，另外微控制器也能狗轻松实现串行通信、实时数据记录和监测。内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）1.2锂离子电池的

7、工作原理锂离子电池目前有液态锂离子电池（LIB）和聚合物锂离子电池（PLIB）两类。其中，液态锂离子电池是指以Li＋嵌入化合物为正负极的二次电池。正极采用锂离子化合物锂钴氧化物（LiCoO2），锂镍氧化物（LiNiO2）或锂锰氧化物（LiMn2O4），负极采用锂－碳层间化合物LixC6电解质为溶解有锂LiPF6,LiAsF6等有机溶剂。聚合物锂电池的正极和负极与液态锂离子电池相同。只是原来的液态电解质改为含有锂盐的凝胶聚合物电解质,而目前主要开发的就是这种。对于锂离子电池，使用不同的活性材料，包括电

8、池的正极材料，负极材料和电解质，电池的性能特性也会有所区别。负极材料中，目前常用的有焦碳和石墨。其中，石墨由于低成本、低电压（可以得到高的电池电压）、高容量和高可恢复的优点，被广泛采用。正极材料中，主要以锂金属氧化物为主。目前常用的有锂钴氧化物（LiCoO2）、锂镍氧化物（LiNiO2）、锂锰氧化物（LiMn2O4）以及纳米锰氧化物。其中，锂钴氧化物具有电压高、放电平稳、适合大电流放电、比能量高、循环性好的优点，并且生产工艺简单、电化学性质稳定，其作为锂离子电池的正极