【正文】 鋰離子電池本身的良好特性，使得其在便攜式產(chǎn)品 中（手機(jī)、筆記本電腦、PDA 等）的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，用于鋰離子電池的充電器在設(shè)計(jì)和功能上也日趨完善。 充電電壓提供模塊：采用電壓轉(zhuǎn)換芯片將外部 +12V 電壓轉(zhuǎn)換為需要的 +5V 穩(wěn)定電壓。 單片機(jī)模塊：實(shí)現(xiàn)充電器的智能化控制，比如自動(dòng)斷電、 充電完成報(bào)警提示等。實(shí)例所實(shí)現(xiàn)的充電器是一種智能充電器，它在單片機(jī)的 控制下，具有預(yù)充、 充電保護(hù)、自動(dòng)斷電和充電完成報(bào)警提示功能。 4 設(shè)計(jì)思路分析 隨著手機(jī)在世界范圍內(nèi)的普及使用，手機(jī)電池充電器的使用也越來(lái)越廣泛。系統(tǒng)中的管理電路還具有保護(hù)功能。該充電器可以實(shí)時(shí)采集電池的電壓和電流，并對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行智能控制。由于不同類(lèi)型電池的充電特性不同，通常對(duì)不同類(lèi)型，甚至不同電壓、容量等級(jí)的電池使用不同的充電 器，但這在實(shí)際使用中有諸多不便。 目前，較多使用的電池有鎳鎘、鎳氫、鉛蓄電池和鋰電池。 MAX1898 專(zhuān)用的充電芯片具有業(yè)界公認(rèn)較好的檢測(cè)，可以檢測(cè)出電池充電飽和時(shí)發(fā)出的電壓變化信號(hào)，比較精確地結(jié)束充電工作，通過(guò)單片機(jī)對(duì)這些芯片的控制，可以實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程的智能化。為了有效利用電池容量，需將鋰電池充電至最大電壓，但是過(guò)壓充電會(huì)造成電池?fù)p壞，這就要求較高的控制精度。鋰電池是手機(jī)最為常用的一種電池，它具有較高的能量重量比、能量體積比，具有記憶效應(yīng)，可重復(fù)充電多次，使用壽命較長(zhǎng)，價(jià)格也越來(lái)越低。一些低成本的充電器采用電壓比較法，為了防止過(guò)充，一般充電到 90%就停止大電流快充，而采用小電流涓流補(bǔ)充充電。充電器各類(lèi)繁多， 但從嚴(yán)格意義上講， 只有單片機(jī)參與處理和控制的充電器才能稱(chēng)為智能充電器。充電器為人們的外出旅行和出差辦公提供了極大的方便。 3 選題背景 在人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪?，充電器的使用越?lái)越廣泛。它可以自動(dòng)計(jì)算電池的已充電量和剩余的充電時(shí)間，也可以改變參數(shù)來(lái)適應(yīng)各種不同電池的充電。 本人介紹一種基于單片機(jī)的智能充電器的設(shè)計(jì)方法。他們的各自 特點(diǎn)決定了他們將在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)共同發(fā)展。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于 AT89c51 的智能充電器電路設(shè)計(jì) 系 別 航空與機(jī)械工程系 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 飛行器制造工程 班級(jí)學(xué)號(hào) 078106124 學(xué)生姓名 王杰 指導(dǎo)教師 肖潔 二 O 一一 年 五 月 1 目錄 引言 ................................................. 2 選題背景 .......................................... 3 設(shè)計(jì)思路分析 ...................................... 4 、鋰離子電池手機(jī)充電器現(xiàn)狀及前景 .............................. 4 、充電器的設(shè)計(jì)要求 ............................................ 5 智能充電器設(shè)計(jì)的基本理論與原理 .................... 7 、智能充電器原理 .............................................. 7 、為何需要實(shí)現(xiàn)智能化 .......................................... 7 、充電過(guò)程 .................................................... 8 充電器的硬件設(shè)計(jì) ................................... 9 、充電器充電芯片選擇 .......................................... 9 、 MAX1898 的特性 ......................................... 9 、 MAX1898 的充電工作原理 ................................ 10 、單片機(jī)選擇 ................................................. 12 、其他硬件選擇 ............................................... 14 原理圖設(shè)計(jì) ....................................... 18 、主要元器件 ................................................. 18 、電池充電芯片 MAX1898.................................. 18 、單片機(jī) AT89C52........................................ 19 、電路原理圖及工作說(shuō)明 ....................................... 23 、單片機(jī)部分原理圖設(shè)計(jì) ................................. 23 、電壓轉(zhuǎn)換及光耦隔離原理圖設(shè)計(jì) ......................... 24 、 MAX1898 的智能控制部分原理圖 .......................... 25 、充電過(guò)程 ............................................. 26 結(jié)論 ................................................ 28 參考文獻(xiàn) ............................................ 28 附錄 ................................................ 30 2 引言 電子技術(shù)的飛速發(fā)展使得各種各樣的電子產(chǎn)品朝著便攜式和小型輕量化方向發(fā)展，也使得戈多的電氣化產(chǎn)品采用基于電池的供電系統(tǒng)。目前，較多使用的電池有鎳鎘、鎳氫、鉛蓄電池和鋰電池。由于不同類(lèi)型電池的充電特性不同，通常對(duì)不同類(lèi)型，甚至不同電壓、容量等級(jí)的電池使用不同的充電器，但這在實(shí)際使用中有諸多不便。該充電器可以實(shí)時(shí)采集電池的電壓和電流，并對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行智能控制。系統(tǒng)中的管理電路還具有保護(hù)功能，可以防止電流的過(guò)充和過(guò)放對(duì)電池和芯片造成傷害，同時(shí)也可以減少功耗，并以發(fā)光二極管和蜂鳴器作為外部充電信號(hào)，實(shí)時(shí) 保護(hù)電路，從而實(shí)現(xiàn)智能化充電。從隨身聽(tīng)到數(shù)碼相機(jī)，從手機(jī)到筆記本電腦，幾乎所有用到電池的電器設(shè)備都需要用到充電器。 單片機(jī)在電池充電器領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，利用它的處理控制能力可以實(shí)現(xiàn)充電器的智能化。 由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時(shí)停 止會(huì)使電池發(fā)燙，過(guò)度的充電會(huì)嚴(yán)重?fù)p害電池的壽命。 手機(jī)電池的使用壽命和單次使用時(shí)間與充電過(guò)程密切相關(guān)。鋰電池對(duì)于充電器的要求比較苛刻，需要保護(hù)電路。因而這就要求設(shè)計(jì)出比較科學(xué)的 充電器，較好的方法是采用專(zhuān)用充電控制芯片配合單片機(jī)控制的方式。而充電器的智能化可以縮短充電的時(shí)間，同時(shí)能夠維護(hù)電池，延長(zhǎng)電池使用壽命。它們的各自特點(diǎn)決定了它們將在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)共存發(fā)展。本文介紹一種基于單片機(jī)的智能充電器的設(shè)計(jì)方法。它可以自動(dòng)計(jì)算電池的已電量和剩余的充電時(shí)間，也可以改變參數(shù)來(lái)適應(yīng)各種不同電池的充電。可防止電池的過(guò)充和過(guò)放對(duì)電池造成。本章將通過(guò)一個(gè)典型實(shí)例介紹 51 單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)手機(jī)電池充電器方面的應(yīng)用。 實(shí)例的功能模塊如下 。 充電過(guò)程控制模塊：采用專(zhuān)用的電池充電芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)充電過(guò)程的控制。 光耦隔離模塊：當(dāng)電池充滿時(shí)切斷電源向充電芯片供電。本文主要介紹了鋰離子電池手機(jī)充電器的電路設(shè)計(jì)。它的這些特點(diǎn)促進(jìn)了便攜式產(chǎn)品向更小更輕的方向發(fā)展，使得選用單節(jié)鋰離子電池供電的產(chǎn)品也越來(lái)越多。其要求的充電方式是恒流恒壓方式，為有效利用電池容量，需將鋰離子電池充電至最大電壓 ，但是過(guò)壓充電會(huì)造成電池?fù)p壞，這就要求較高的控制精度（精度高于 1％）。由此可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)安全高效的充電控制成為鋰離子電池推廣應(yīng)用的瓶頸。增加其它充電輔助功能是為了改善電池壽命，簡(jiǎn)化充電器的操作，其中包 5 括給過(guò)放電的電池使用涓流充電、電池電壓檢測(cè)、輸入電流限制、充電完成后關(guān)斷充電器、電池 部分放電后自動(dòng)啟動(dòng)充電等。 、充電器的設(shè)計(jì)要求 目前，手機(jī)充電器可分為單槽形狀和雙槽型充電器，雙槽形充電器除了具有慢速充電、快速充電、放電及鎳鎘、鎳氫電池兼充的標(biāo)準(zhǔn)功能外，還有部分產(chǎn)品帶有自動(dòng)溫度控制與電壓控制，嚴(yán)防過(guò)充的新功能，因而消費(fèi)者應(yīng)將傾向于選擇雙槽型充電器。而且，生產(chǎn)的手機(jī)的電源端口將統(tǒng)一為適用于標(biāo)準(zhǔn)充電器的規(guī)格 。由此可見(jiàn)，充電器在從坐式向便攜式、雙槽式等方向發(fā)展的同時(shí)，也開(kāi)始向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的方向發(fā)展。相比于以前的充電器，今后生產(chǎn)的產(chǎn)品將會(huì)在各項(xiàng)功能完善的同時(shí)進(jìn)一步降低本身的待機(jī)耗電量。通過(guò)采取這一措施可以大幅減少待機(jī)時(shí) 2 級(jí)電路的消耗電流（可以達(dá)到數(shù) 十μ A）。在未連接負(fù)荷時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)切換電路來(lái)減少供應(yīng)給直流輸出方（ 2 級(jí)電路）的功率從而減少耗電量。另外，有的充電器還有自動(dòng)識(shí)別鋰離子、鎳氫、鎳鎘電池組；具有放電功能； LED 充電狀態(tài)顯示；低噪聲；模擬微電腦控制系統(tǒng)等特點(diǎn)。由于各