淺析鋰離子電池充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)顯示

介紹

鎳鎘電池和鋰離子電池與市場共存的情況,本文計(jì)劃充電器可以攜帶電荷的兩種電池,選擇脈沖充電法對鎳鎘電池、鋰離子電池使用恒流充電方法,基于電池的不同的機(jī)制和計(jì)劃,一臺機(jī)器兩棲真正完成,這是充電器的創(chuàng)新,也是規(guī)劃中的難點(diǎn)。充電器的寬屏液晶顯示屏可以同時(shí)顯示4組充電器的充電狀態(tài)，也可以單獨(dú)顯示一組充電器的電池參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對電池充電過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

系統(tǒng)總體規(guī)劃

系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo)是:

1.四組8.4v鋰離子電池或9.2v鎳鎘電池可同時(shí)充放電。

2.它可以與電池中的芯片通信，判斷電池的化學(xué)性質(zhì)。

3.關(guān)于不同化學(xué)性質(zhì)的電池，選擇相應(yīng)的充電方式。

4.它可以與電池中的芯片通信，獲取電池的電壓、充電電流、容量等參數(shù)。

5.充電器配有液晶顯示屏，可以顯示電池的各種數(shù)據(jù)。

充電器的功能框圖如圖1所示。

圖1系統(tǒng)總體規(guī)劃結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)硬件規(guī)劃

計(jì)劃和完成主控制單元

整個(gè)控制單元由單片機(jī)PIC16F873和鍵盤控制芯片ZLG7289A組成。重要任務(wù)是與各充電單元進(jìn)行通信，處理用戶輸入和LCD顯示信息。鍵盤控制芯片可控制6個(gè)鍵和12個(gè)led。

ZLG7289A通過SPI總線與單片機(jī)雙向通信。主控單元每秒鐘查詢一次充電單元，獲取當(dāng)前充電單元是否有電池、電池性質(zhì)、電池電壓等信息。然后將LCD模塊顯示給用戶。

充電單元的規(guī)劃和完成

TP8002鋰離子電池

充電控制芯片

TP8002是一種高效的獨(dú)立開關(guān)式鋰離子電池充電控制器。該控制器有4.2v和8.4v兩個(gè)版本。

具有500kHz開關(guān)頻率的tp882-8.4是一種高效率電流形式的PWM控制器。它由外部p通道MOSFET驅(qū)動(dòng)，能夠供應(yīng)高達(dá)90%功率的4A充電電流。輸出電壓設(shè)定為8.4v，最終浮動(dòng)電壓為1%，充電精度為5%。此外，該設(shè)備可以在9V到22V范圍內(nèi)操作各種墻壁適配器。與磁滯式充電器相比，tp882-8.4的快速工作頻率和電流形式的結(jié)構(gòu)使小型電感和電容器成為可能。

鋰離子/鎳鎘電池

充電單元整體規(guī)劃

根據(jù)前期對TP8002的分析，該芯片是鋰離子電池的充電控制器，鎳鎘電池要解決以下問題。首先，TP8002監(jiān)控電池電壓，確保電池電壓不超過8.4v。而關(guān)于鎳鎘電池，充電截止電壓可達(dá)9.2v。其次，在鎳鎘電池充電結(jié)束時(shí)，電池要以正常電流的30%和10%進(jìn)行充電。所以，第二個(gè)要求是有關(guān)如何控制恒流電荷中的電流。另外，鎳鎘電池應(yīng)采用脈沖充電。也就是說，以1s為周期，95%的時(shí)間用于充電，1%用于放電，其余時(shí)間不充放電。最后，如何判斷某電池是鋰離子電池還是鎳鎘電池?假如將鋰離子電池誤認(rèn)為鎳鎘電池，充電電壓將超過8.4v，這對鋰離子電池來說是非常危險(xiǎn)的。假如鎳鎘電池被誤診為鋰離子電池，電池可能會被低估。因此，要確保非常低的誤算率。