基于单片机的智能锂电池充电管理系统设计
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题目:基于单片机的智能锂电池充电管理系统设计系部:电子信息系
专业:应用电子技术
学号: _
学生姓名: ___ ____
指导教师: _____ ___
职称: ______ ___
目录
1摘要 (2)
1.1 课题研究的背景 (3)
1.2镍氢电池、镍镉电池与锂离子电池之间的差异 (4)
1.3 课题研究的意义 (5)
2 电池的充电方法与充电控 (6)
2.1电池的充电方法和充电器 (5)
2.1.1 电池的充电方法 (5)
2.2 充电控制技术 (9)
2.2.1 快速充电器介绍 (9)
2.2.2 快速充电终止控制方法 (10)
3锂电池充电器硬件设计 (12)
3.1 AT89C51 (13)
3.2 电压转换及光耦隔离电路部分 (15)
3.3 充电控制电路部分 (17)
3.3.1 MAX1898充电芯片充电芯片充电芯片充电芯片 (17)
4 锂电池充电器软件设计 (22)
4.1程序功能 (22)
4.2 主要变量说明 (22)
4.3 程序流程图 (23)
致谢 (28)
参考文献 (29)
1摘要
本课题设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器,在设计上,选择了简洁、高效的硬件,设计稳定可靠的软件,详细说明了系统的硬件组成,包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路,并对本充电器的核心器件—MAX1898充电芯片、AT89C2051单片机进行了较详细的介绍。阐述了系统的软硬件设计。以C语言为开发工具,进行了详细设计和编码。实现了系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。
该智能充电器具有检测锂离子电池的状态;自动切换充电模式以满足充电电池的充电需要;充电器短路保护功能;充电状态显示的功能。在生活中更好的维护了充电电池,延长了它的使用寿命。
关键词:充电器;单片机;;锂电池;MAX1898
Abstract:This topic design is one kind lithium ion battery charger which is based on Single Chip, in the design, it has chosen succinctly, the highly effective hardware, the design stable reliable software, explained in detail system's hardware composition, including the monolithic integrated circuit electric circuit, the charge control electric circuit, the voltage transformation and the light pair isolating circuit, and to this battery charger's core component - MAX1898 charge chip, at89C2051 monolithic integrated circuit has carried on the detailed introduction. Elaborated system's software and hardware design. Take the C language as the development kit, has carried on the detailed design and the code. Has realized system's reliability, the stability, the security and the efficiency.
The intelligence battery charger has the examination lithium ion battery's
condition; The automatic cut over charge pattern meets when rechargeable battery's charge needs; Battery charger has short circuit protection function; The charge condition demonstration's function. The battery charger has made the better maintenance rechargeable battery in the life,and lengthened the rechargeable battery’s service life.
Key words:Charger; SCM; Lithium battery; MAX1898
社会信息化进程的加快对电力、信息系统的安全稳定运行提出了更高的要求。在人们的生产、生活中,各种电气、电子设备的应用也越来越广泛,与人们的工作、生活的关系日益密切,越来越多的工业生产、控制、信息等重要数据都要由电子信息系统来处理和存储。而各种用电设备都离不开可靠的电源,如果在工作中间电源中断,人们的生产和生活都将受到不可估量的经济损失。
对于由交流供电的用电设备,为了避免出现上述不利情况,必须设计一种电源系统,它能不间断地为人们的生产和生活提供以安全和操作为目的可靠的备用电源。为此,以安全和操作为目的的备用电源设备上都使用充电电池。这样,即使电力网停电,也可利用由充电电池构成的安全和操作备用电源,从容地采用其他应急手段,避免重大损失的发生。而对于采用充电电池供电的用电设备,从生产、信息、供电安全角度来说,充电电池在系统中处于及其重要的地位。
同时,具体到生活方面,随着社会的快速发展,电子产品小型化、便携化也使得充电电池越来越重要,锂离子电池有较高的比能量,放电曲线平稳,自放电率低,循环寿命长,具有良好的充放电性能,可随充随放、快充深放,无记忆效应,不含镉、铅、汞等有害物质,对环境无污染,被称为绿色电池。基于这些特性,所以锂电池得到了迅速的发展和广泛的应用。锂电池充电器是为锂离子充电电池补充能源的静止变流装置,其性能的优劣直接关系到整个用电系统的安全性和可靠性指标。
1.1 课题研究的背景
电池是一种化学电源,是通过能量转换而获得电能的器件。二次电池是可多次反复使用的电池,它又称为可充电池或蓄电池。当对二次电池充电时,电能转变为化学能,实现向负荷供电,伴随吸热过程。对于二次电池,其性能参数很多,主要有以下4个指标:
①工作电压:电池放电曲线上的平台电压。
②电池容量:常用单位为安时(Ah)和毫安时(mAh)。
③工作温区:电池正常放电的温度范围。
④电池正常工作的充、放电次数。
二次电池的性能可由电池特性曲线表示,这些特性曲线包括充电曲线、放电曲线、充放电循环曲线、温度曲线等。二次电池的安全性可用特性的安全检测方式进行评估。二次电池能够反复使用,符合经济使用原则。对于市场上二次电池的种类,大致分为:铅酸(LA)电池、镍镉(NiCd)电池、镍氢(NiMH)电池和锂离子(Li–ion)电池。
1.二次电池的性能比较铅酸、镍镉、镍氢和锂离子电池的性能比较见表1-1。
2.表1-1 铅酸、镍镉、镍氢和锂离子电池的性能比较