论文答辩稿-丁开德

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1、论文答辩稿丁开德9/9/20211设计意义锂离子和锂聚合物电池由于能量密度高和长循环寿命等优点，在便携式设备中得到了广泛的应用。充电管理是锂电池管理的重要组成部分，安全、可靠、快速、高效的锂电池充电器对锂电池的性能及应用起着至关重要的作用。本文从锂电池的结构原理着手，通过对锂电池性能及常用充电方法的研究，分析了充电过程及充电方法对锂电池性能的影响，并在此基础上设计了一款比较智能锂离子和锂聚合物电池的充电器芯片。9/9/20212第一充电方式（三段）本文设计的锂电池充电器芯片采用了恒流恒压的充电方法，并在此基础上将充电过程分

2、为三个阶段：预充电、恒流充电和恒压充电。在充电初期采用较小的电流对电池进行预处理，对出现过放电的电池进行修复和保护；然后采用较大的恒定电流对电池充电，实现快速充电的目的；最后采用恒压充电，确保电池充满。这种充电方式具有充电时间短，充电效率高的优点。芯片中有电池状态检测电路，不间断的检测锂电池的电压和电流，以确定锂电池应该进行的充电阶段。锂电池的充电过程需要进行严格的控制，以保证锂电池的充电安全。本文设计了两种充电保护模式：充电温度保护和充电时间保护。充电温度保护：锂电池充电温度过高会损坏电池并可能引起爆炸，温度过低则很难将

3、电池充满。因此，把锂电池充电时的温度控制在0~45℃之间，如果超出这个温度范围，就停止对锂电池充电。充电时间保护：锂电池被损坏或被移除时，充电不能完成，芯片会被一直设定在充电状态。而一定容量锂电池的充电时间是可以预计的，因此可以设计一个定时器，在锂电池超出最大充电时间时，停止对它的充电。在充电电源方面，本文选择了使用AC适配器和USB端口。与现在普遍的只采用AC适配器作为供电电源的充电器芯片相比，虽然本文设计充电器芯片显的更复杂，但却极大的提高了充电器的应用范围。芯片可以自动选择AC适配器或USB端口作为供电电源，并保证A

4、C适配器的优先级选择。当电池电压高于AC和USB输入电压时，芯片进入睡眠模式，降低芯片功耗。9/9/20213第二源电源判断选择本芯片最主要的特点之一是兼容AC适配器和USB端口对锂电池充电。现在市面上的充电器一般只能通过AC适配器对电池充电，而近几年出现的USB端口也可以作为一种锂电池充电电源。随着USB端口的广泛应用，把它也设计成一种充电电源类型，必将会大大提高充电器的使用范围。这样，用户既可以使用AC适配器对电池充电，也可以使用USB端口对电池充电。本芯片可以自动选择AC适配器或USB端口作为供电电源，并保证AC适配

5、器的优先级选择。当电池电压高电器芯片的整体结构设计于AC和USB输入电压时，芯片进入睡眠模式，降低芯片功耗。9/9/20214第三过程中控制（温度）在对锂电池充电时，电池的温度要维持在一定的范围内。温度过高会损坏电池并可能引起爆炸；温度过低则很难将电池充满。本文设计的锂电池充电范围设定在0~45℃。一旦锂电池温度超出0~45℃的充电范围，就要暂停充电，直到锂电池温度回复到0~45℃之间再继续充电。在锂电池中，一般在紧靠电池外壳处有一个大小为10K的负温度系数（NTC）的热敏电阻，电池温度可以通过这个热敏电阻来测量。温度测量

6、原理图如图所示。9/9/20215第四定时器由于锂电池被损坏或被移除，充电不能完成，芯片会被一直设定在充电状态。因此设计定时器，用于两个充电阶段：预充电和快速充电的计时。充电的各个阶段必须在计时完成前结束，否则就会被认为是充电错误，并停止充电。定时器也是保护电池充电安全的一个重要手段。9/9/20216结论1.锂电池的AC模式及USB100/500模式充电过程曲线符合理论分析；2.电池设定电压随温度和输入电源电压的变化都比较小，与现在市场上普遍的0.5%的电池设定电压精度相比，本文的充电器芯片0.2%的电池设定电压精度有非

7、常明显的优势。这样，既不会造成过充电现象、影响锂电池的寿命，也不会使终止电压过低、造成充电不完全；3.充电电流随温度的变化较小，使用户对充电电流和充电时间的控制能做到非常的准确，有利于充电高效的完成；9/9/20217下一步总结对听众的要求总结您要进行的工作9/9/20218