手机锂离子电池的保护电路与充电器

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手机电池的保护电路

手机电池的保护电路详细介绍此篇文章主要介绍手机电池的保护电路.我们大家在使用电池的时候总会发生各种误操作, 而手机电池的电芯其实是比较脆弱的,因此完备的保护措施对一个合格的手机电池来讲是必不可少的.下面是正文:一.镍氢电池的保护手机镍氢电池的保护器件非常简单,就是图中的哪个跨在两节电芯之间的扁扁的扁带一样的东西,称为可恢复式保险丝,又称PTC,即正温度系数热敏电阻的英文简写.在电路上,它是串联在供电回路里面的.一旦发生大电流(比如短路)的情况,就会因其PTC效应迅速增加其本身的电阻值,起到断路的作用.二.PTC的介绍PTC 正温度系数热敏电阻又称polyswitch 聚合物自复保险丝(polymer resettable f use) 聚合物自复保险丝由聚合物基体及使其导电的碳黑粒子组成。

由于聚合物自复保险丝为导体，其上会有电流通过。

当有过电流通过聚合物自复保险丝时，产生的热量（为I 2 R ）将使其膨胀。

从而碳黑粒子将分开、聚合物自复保险丝的电阻将上升。

这将促使聚合物自复保险丝更快的产生热、膨胀得更大，进一步使电阻升高。

当温度达到125 °C 时，电阻变化显著，从而使电流明显减小。

此时流过聚合物自复保险丝的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。

当故障清除后，聚合物自复保险丝收缩至原来的形状重新将碳黑粒子联结起来，从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。

上述过程可循环多次.图例说明PTC的保护原理如下图:冷态PTC电阻值仅几十毫欧,而热态电阻值可达几百千欧姆.三.锂离子电池的保护线路关于锂离子电池保护线路的原理详细描述参看<<电池和充电器认识误区(续)--锂离子电池保护线路浅谈>>/files/2002/08/15/3520.shtml本文主要以图例进行说明图左为典型的锂离子保护线路原理图,B+,和B-代表典型的正负极,而P+和P-代表成品手机电池的正负极输出(见图右).四.锂离子保护线路的保护参数另外,复杂高级的锂离子电池(比如智能锂离子电池)还会包含温度保护,电量计量,实时时钟和电子范围标识码.五.锂离子电池保护原理细解1.过充保护2.过放保护3.短路保护短路保护电路分两种,一种是一旦触发后,短路故障排除,Q1自行导通,另一种触发后不会自行恢复,需要外界强行充电后才会释放Q1.目前市场上这两种保护电路共存.六.电池其它管脚的定义和解释在许多手机的电池输出端,除了正负极,通常还会有一个或几个另外的输出端,典型有如图的两种,NTC电阻和ID电阻.1.ID电阻的原理ID(标识的简拼)简单讲就是手机通过读取该管脚电阻的阻值来获悉电池的类型(根据阻值的不同来区分镍氢电池和锂离子电池,区分大容量电池和普通容量电池)2.NTC电阻NTC电阻正好是前面PTC电阻的相反.NTC是负温度系数热敏电阻的简拼.简单讲手机通过读取该电阻的阻值获取电池的温度值.籍以进行相应的保护动作.比如在0~45度以外的环境,手机不进行充电,在-20~60度的范围之外手机强行关机,以此来保护在非电池容忍环境里的危险操作.3.NTC原理NTC电阻的阻值和温度的对应关系如上图所示,图中可以看出,该电阻对应温度有一个非常明确的对应关系.该电阻还可以用来进行一些电路的负温度补偿.七.综合电路一个典型的锂离子电池综合保护电路,从左至右分别为电量计电路/保护电路/实时时钟.这一点很有趣,实时时钟电路放在电池包里面的一个好处就是即使从手机上拔下电池,时钟也不会丢失,只要电池的电压不降低到3.0V以下.而现在大多数实时时钟电路是放在手机里面的,仅仅靠一个小容量的后备电池进行供电,一点手机掉电后,维持的时间非常有限.。

锂电池保护电路三线接法

锂电池保护电路三线接法
锂电池保护电路通常有三个线，包括正极正电源线、负极负电源线和负极电流检测线。

以下是锂电池保护电路的三线接法：
1. 正极连接：将锂电池的正极与正电源线连接。

正电源线一般是保护电路的VCC供电线，用来为保护电路和连接电子设备提供正电源。

2. 负极连接：将锂电池的负极与负电源线连接。

负电源线被用作保护电路的GND线，它可以提供回路的接地。

3. 电流检测线：连接在负极电流检测引脚上，用来测量和监控电池的电流。

负极电流检测引脚输出的电流信号可以用于保护电路控制电池的充放电情况，以便保护电池。

需要注意的是，锂电池保护电路的具体接法可能会根据不同的电路设计有所不同，建议在使用保护电路时，根据其所附的说明书或者技术规范进行正确的接线。

此外，为了确保电路的安全和稳定性，需要遵守电路设计的要求，使用合适的线材和连接方式。

锂电池智能充电原理,设计电路,充电方法.

第三部分毕业设计正文锂电池充电器的设计[摘要] 本设计以单片机为控制核心，系统由指示灯电路、电源电压与环境温度采样电路、精确基准电压产生电路和开关控制电路组成。

实现了电池充电、LED指示、保护机制及异常处理等充电器所需要的基本功能。

本文对锂离子电池的参数特性、充电原理与充电方法进行了详尽的描述，并提出了充电器的设计思想和系统结构。

该电路具有安全快速充电功能，可以广泛应用于室内外单节锂离子电池的充电，如手机、数码产品电池等。

[关键词]锂离子电池，充电器，硬件电路，软件设计The design of lithium battery chargerSui Chaoyun0701 electricity techniqueAbstract:This design uses SCM system for the control of core, it includes the pilot lamp circuit on system, sampling circuit about voltage and temperature, the causes about standard voltage and switch controls. The circuit achieves charging battery, LED instructions, the protection mechanism and exception handling, and other functions. This paper introduces the following things: parameters of lithium-battery, principles and methods on charge, design thinkings and system structure about charger, and it describes the functional mode of the charger in detail,moreover it proposes the thinking of plan and structure of a system.The circuit which be planed have functions of safety,rapid and so on. It can use in the charge of Lithium-ion battery that is only far-ranging,such as the battery ofcellphone,digital product and so on.Key words: Lithium-ion battery, Charger, Hardware circuit, Software design目录第一章绪论 (1)1.1 课题的背景及目的 (1)1.2 论文的构成及研究状况 (1)1.3 锂电池充电器的功能描述 (2)第二章锂电池充电器的介绍及系统设计框架 (3)2.1 锂离子的介绍 (3)2.1.1 锂离子电池的发展 (3)2.1.2 锂电池的工作原理及结构 (3)2.1.3 锂电池充电器的充电特性 (5)2.2 系统设计框架 (6)2.3 锂电池充电方法 (8)2.3.1 恒流充电(CC) (8)2.3.2 恒压充电（CV） (8)2.3.3 恒流恒压充电（CC/CV） (9)2.3.4 脉冲充电 (9)第三章锂电池充电器的设计 (10)3.1 锂电池充电器的工作原理 (10)3.1.1 89C51芯片简介 (11)3.1.2 系统指示灯电路 (12)3.1.3 电源电压与环境温度采样电路 (12)3.1.4 精确基准电源产生电路 (13)3.1.5 开关控制电路 (14)3.2 锂电池充电器的设计理念 (15)3.2.1 设计思路 (15)3.2.2 系统主流程 (15)3.2.3 充电流程设计 (17)3.2.4 程序设计 (18)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第一章绪论1.1 课题的背景及目的电子信息时代使对移动电源的需求快速增长。

手机充电器电路设计[1]

手机充电器电路设计摘要：通过对课程的学习设计。

了解手机充电器的工作原理及设计流程，确定相关参数和电路图。

关键字：隔离变压器频率绝缘电阻绝缘强度可燃性自由跌落湿热试验工作原理工作流程1 前言（李洋）1 电路设计思想从手机锂离子二次电池的恒流／恒压充电控制出发，用220V 交流电通过配置的内置储能锂电池对手机锂离子电池充电。

电路的具体工作流程如图1所示。

图1 工作流程图2 电路设计方案充电芯片选用美信半导体公司的锂电池充电芯片，这款充电芯片具有很强的充电控制特性，可外接限流型充电电源和P沟道场效应管，能对单节锂电池进行安全有效的快充。

其最大特点是在不使用电感的情况下仍能做到很低的功率耗散，且充电控制精度达0.75％；可以实现预充电；具有过压保护和温度保护功能，其浮充方式能够充至最大电池容量。

当充电电源和电池在正常的工作温度范围内时，接通电源将启动一次充电过程。

充电结束的条件是平均的脉冲充电电流达到快充电流的1％，或时间超出片上预置的充电时间。

所选用的充电芯片能够自动检测充电电源，在没有电源时自动关断以减少电池的漏电。

启动快充后打开外接的P型场效应管，当检测到电池电压达到设定的门限时进入脉冲充电方式，充电结束时，外接LED指示灯将会进行闪烁提示。

电路工作原理内置储能电池的充电及其保护电路其中包括：LED显示、热敏电阻，电流反向保护。

ADJ引脚通过10kΩ的电阻与内部1.4V的精密基准源相连接，当ADJ对地没有连接电阻时，电池充电电压阈值为缺省值：VBR ＝4.2V；当需要自行设置充电阈值时，可在ADJ引脚与GND间接一精度为1％的电阻RADJ，阻值由式(1)确定：RADJ＝10kΩ/(VBR/VBRC-1) (1) 由图3可知，充电阈值为4.1V，可得RADJ＝410k做手机充电器电路设计，需先对其工作环境进行分析，了解其工作原理。

分析一个电源，往往从输入开始着手。

220V交流输入，一端经过一个4007半波整流，另一端经过一个10欧的电阻后，由10uF电容滤波。

锂电池过充电-过放-短路保护电路详解

该电路主要由锂电池保护专用集成电路ＤＷ０１,充、放电控制ＭＯＳＦＥＴ１(内含两只Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ)等部分组成,单体锂电池接在Ｂ＋和Ｂ－之间,电池组从Ｐ＋和Ｐ－输出电压。

充电时,充电器输出电压接在Ｐ＋和Ｐ－之间,电流从Ｐ＋到单体电池的Ｂ＋和Ｂ－,再经过充电控制ＭＯＳＦＥＴ到Ｐ－。

在充电过程中,当单体电池的电压超过４．３５Ｖ时,专用集成电路ＤＷ０１的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断,锂电池立即停止充电,从而防止锂电池因过充电而损坏。

放电过程中,当单体电池的电压降到２．３０Ｖ时,ＤＷ０１的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断,锂电池立即停止放电,从而防止锂电池因过放电而损坏,ＤＷ０１的ＣＳ脚为电流检测脚,输出短路时,充放电控制ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增,ＣＳ脚电压迅速升高,ＤＷ０１输出信号使充放电控制ＭＯＳＦＥＴ迅速关断,从而实现过电流或短路保护。

二次锂电池的优势是什么?1. 高的能量密度2. 高的工作电压3. 无记忆效应4. 循环寿命长5. 无污染6. 重量轻7. 自放电小锂聚合物电池具有哪些优点?1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。

2. 可制成薄型电池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。

3. 电池可设计成多种形状4. 电池可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲900左右5. 可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。

7. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍IEC规定锂电池标准循环寿命测试为:电池以0.2C放至3.0V/支后1. 1C恒流恒压充电到4.2V截止电流20mA搁置1小时再以0.2C放电至3.0V(一个循环)反复循环500次后容量应在初容量的60%以上国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为(IEC无相关标准).电池在25摄氏度条件下以0.2C放至3.0/支后,以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,在温度为20+_5下储存28天后,再以0.2C放电至2.75V计算放电容量什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少？自放电又称荷电保持能力,它是指在开路状态下,电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。

锂电池及其保护电路和充电器

所以，悉尼大学电子实验室的技术解决了在串联
充电模式中的每个单格的平衡问题，也就是说，没有
上述两种电路目前只适用于小容量（电流工作）小电
翘脚现象，证每个单格都能充足电。这样就大大延保
长了整体电池的使用寿命，论从环境保护和资源利无用和建设节约性社会方面都是有益的。可是由于该技
池组，笔记本电脑，如摄录像机 … ．等。而能用于电．
动自行车的动力电池组，容量在８１Ａ～ｈ的Ｉ６Ｃ保护器则需要有能力的、有眼光的整车厂、电池ｊ￣－；ＩｎＣ芯片厂联手来开发研制。因为已有了诸如ＭＡ１９Ｘ８４类
左右，上跌到一次充电２ｋ甚至１ｋ的水平。马０ｍ４ｍ：）
路关闭状态时应小于２ｕＡ。６电路简单。外部元件少，以设计在电池内。、可另一种ＩＣ电路ＭＡ１９Ｘ４保护器，８它设计用于４节单体锂电池构成的锂离子电池组，它可以监控串联
经我们检测分析，０个单体电池中有１２个已经衰变，３～
维普资讯
ＣＨｌＡＣＶＣＬＢｌ
电池组中每一个单体电池的电压，免过充电及过放避
电，能防止充、电时电流过大或短路。笔者所知，也放据
会损坏电池或使之报废，甚至发生燃爆。而电动自行车使用之锂电池组，因为是串联充电，更串联放电，了除
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锂电池过压保护电路

锂电池过压保护电路
锂电池过压保护电路是一种用于保护锂电池免受过压损害的电路。

当锂电池的电压超过设定值时，过压保护电路会自动切断电池的充电或放电电路，以避免电池过压。

锂电池过压保护电路通常由电压检测电路、控制电路和切断电路组成。

电压检测电路用于实时检测锂电池的电压，并将检测结果反馈给控制电路。

控制电路根据检测结果判断是否需要切断充电或放电电路。

当需要切断时，控制电路会发出控制信号，切断电路会执行切断操作，以保护锂电池。

锂电池过压保护电路的设计需要考虑电池的额定电压、过压保护电压、切断时间等因素。

在设计过程中，需要选择合适的电子元件，并进行合理的电路布局，以确保电路的可靠性和稳定性。

锂电池过压保护电路是锂电池充电和放电过程中必不可少的保护措施，它可以有效地保护锂电池免受过压损害，延长锂电池的使用寿命。

手机的电源电路原理

手机的电源电路原理
手机的电源电路原理是整个手机工作的基础，主要由以下几个部分组成：
1. 电池：手机的电源是由内置的可充电电池提供的，它通常是锂离子电池。

电池会存储能量并通过电解反应将能量转化为电能。

2. 电源管理芯片：电源管理芯片是手机的关键组成部分，它负责监测电池的电量并控制电池的充电和供电。

电源管理芯片还负责为手机的各个电路提供稳定的电压和电流。

3. USB充电接口：手机通常使用USB接口进行充电，它是将电源与电池连接的重要接口。

USB接口可以接收外部电源（如充电器，电脑USB接口）提供的电能，通过充电管理芯片控制电流和电压进行充电。

4. 降压电路：由于电池的电压较高，需要将其降压为适合手机内部电路使用的低压。

降压电路通常使用DC-DC变换器来实现，它将高电压转换为所需的低电压。

5. 稳压电路：手机内部的各个电路需要稳定的电压供应，以确保它们的正常工作。

稳压电路通常使用线性稳压器或开关稳压器来提供恒定的电压输出。

6. 电流保护电路：电流保护电路用于保护手机电路免受过电流和短路等故障的
损坏。

它通常包括过流保护、过压保护和温度保护等功能，可以及时切断电源以保护手机电路的安全。

以上是手机电源电路的主要原理，它们紧密配合工作，为手机提供稳定的电源以保证其正常运行。

锂电池充电电路图

锂电池充电电路图2009-03-08 18:26锂电池是继镍镉、镍氢电池之后，可充电电池家族中的佼佼者．锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。

一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池：锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。

充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。

放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。

所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。

因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。

锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。

镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。

镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。

二、锂电池的特点：1、具有更高的重量能量比、体积能量比；2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；4、无记忆效应。

锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；5、寿命长。

正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；6、可以快速充电。

锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时；7、可以随意并联使用；8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池；9、成本高。

与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。

三、锂电池的内部结构：锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。

正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。

负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。

锂电池是怎样保护的原理

锂电池是怎样保护的原理锂电池是一种利用锂离子在正负极之间的迁移来获得电能的电池。

锂电池的保护原理主要分为电池内部保护和外部电路保护两个方面。

一、电池内部保护：1. 过充保护：锂电池充电时，电流经过电解质中的锂离子在正负极间迁移，当电池达到额定电压后，继续充电会导致锂离子在正极蓄积过多，形成金属锂，引起电池过热、短路等问题。

为了防止过充，锂电池内部通常会设置电压检测电路，当电池电压达到设定值时，会通过控制器切断充电回路，停止继续充电，从而保护电池。

2. 过放保护：锂电池在放电过程中，如果继续放电，会导致电池电压降低，影响电池性能甚至损坏电池。

因此，为了防止过放，锂电池内部设有放电保护电路，当电池电压低于设定值时，会通过控制器切断放电回路，停止继续放电。

3. 过流保护：过流指电池充放电时电流超过设计范围，这会使电池内部产生大量热量，引起电池过热、电化学反应速率增加等问题，甚至引发火灾或爆炸。

为了防止这种情况发生，锂电池内部通常会设置过流保护电路，当电流超过一定阈值时，会通过控制器切断电流回路，停止继续充放电。

4. 温度保护：锂电池在过高或过低温度下工作会影响电池性能，甚至引起电池损坏。

为了保护锂电池，通常会在电池内部设置温度检测电路，当温度超过安全范围时，会通过控制器切断充放电回路，停止继续工作。

5. 短路保护：短路是指电流在电池内部或外部电路中由于故障或意外原因产生的异常通过，导致大电流通过电池。

为了防止短路引发火灾或爆炸，锂电池内部通常会设置短路保护电路，一旦检测到短路情况，通过控制器切断电流回路，停止继续充放电。

二、外部电路保护：锂电池的外部电路保护主要包括充电管理系统和电池包保护系统。

充电管理系统主要负责监控和管理电池的充电过程，通过控制充电器输出电压和电流，遵循适当的充电算法，保证充电过程安全可靠。

电池包保护系统则负责监控和管理电池包的状态，包括电池电压、温度、电流等，一旦发现异常情况，例如过充、过放、过流、温度过高等，会通过控制继电器切断电池与外部电路的连接，从而保护电池免受损坏。

锂电池充电器原理

锂电池充电器原理
锂电池充电器的原理是利用电流将锂离子从负极移向正极，使锂电池充电。

充电器中含有一个直流电源，将交流电转换为直流电，并且具有电流控制和电压控制的功能。

一般来说，锂电池充电器有恒流充电和恒压充电两种工作模式。

在恒流充电模式下，充电器会通过电流控制电路将恒定的电流输出至锂电池，直到锂电池的电压达到预定标准或者设定时间到达时停止充电。

在恒压充电模式下，当锂电池的电压已经达到预设值时，充电器会通过电压控制电路，将输出的电压维持在恒定值。

充电器会监测锂电池的电压并根据其变化自动调节输出电压，以保持恒定。

充电器中内置有保护电路，来确保充电过程中的安全性，包括过流保护、过压保护、过温保护等功能。

这些保护电路可以帮助避免充电器对电池的过度充电，从而延长锂电池的使用寿命。

总的来说，锂电池充电器通过控制恒定的电流或者电压来实现对锂电池的充电。

不同类型的锂电池可能需要不同的充电方式，因此充电器的设计需要根据锂电池的要求进行调整。

手机锂电池充电及保养-网络精华总结

手机锂电池充电及保养-网络精华总结核心内容提示：本文主要介绍手机锂电池的使用和保养，无时间可只看核心提示，有时间可整篇读一下。

锂离子电池不存在记忆效应，新电池无需激活，锂电池的激活并不需要特别的方法，在手机正常使用中锂电池会自然激活。

当出现手机电量过低提示时，尽量及时开始充电，过充和过放均损坏电池。

锂电池在过放电的情况下最易损坏。

一般来讲，根据电池容量大小的不同，充电时间在2~4小时之间，无需浮充。

一、电池充电原理（1）锂电池在充满后都会自动停充，但手机待机会继续耗电，稍微耗点电后手机又马上充，这种充满停止-耗点电又充的循环称为“涓流”充电，这种状态最容易充胀电池。

这是我们反对长时间充电的第一原因（2）长时间插着充电器，无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以你的电池将长时间处在危险的边缘徘徊。

二、充电时间和充好检测标准★★充电的不是时间越长越好，对没有保护电路的电池充满后即应停止充电，否则会因发热或过热影响性能。

计算电池的理论充电时间的方法如下：电池的电量除以充电器的输出电流就可以，例如：一块电量为800mHh的电池，充电器的输出电流为500mA，那么充电时间t=800/500=1.6h，当然这只是理论的充满电的时间计算，当充电器显示充电完成后，最好还要给电池大约半个小时左右的补电时间。

★★检测锂离子电池充饱与否的唯一最终的方法就是测试在不充电(也不放电)状态时的锂离子电池的电压.所谓恒压阶段电流减小其真正的目的就是逐渐减小在电池内阻上因充电电流而产生的附加电压，当电流小到0.01C，比如6mA，这个电流乘与电池内阻(一般在200毫欧之内)仅为1mV，可以认为这时的电压就是无电流状态的电池电压.其次，手机的基准电压不一定等于座充的基准电压，手机认为充饱的电池到了座充上，座充却不认为已经充饱，却继续进行充电。

三、充电器锂离子电池必须选用专用充电器，否则可能会达不到饱和状态，影响其性能发挥。

锂电池保护电路工作原理

在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V（该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，其“CO“脚将由高电压转变为零电压，使V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在，电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。
由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低，因此要求保护电路的消耗电流极小，此时控制IC会进入低功耗状态，整个保护电路耗电会小于0.1μA。
在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间，也有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定，通常设为100毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。
以上详细阐述了单节锂离子电池保护电路的工作原理，多节串联锂离子电池的保护原理与之类似，在此不再赘述，上面电路中所用的控制IC为日本理光公司的R5421系列，在实际的电池保护电路中，还有许多其它类型的控制IC，如日本精工的S-8241系列、日本MITSUMI的MM3061系列、台湾富晶的FS312和FS313系列、台湾类比科技的AAT8632系列等等，其工作原理大同小异，只是在具体参数上有所差别，有些控制IC为了节省外围电路，将滤波电容和延时电容做到了芯片内部，其外围电路可以很少，如日本精工的S-8241系列。除了控制IC外，电路中还有一个重要元件，就是MOSFET，它在电路中起着开关的作用，由于它直接串接在电池与外部负载之间，因此它的导通阻抗对电池的性能有影响，当选用的MOSFET较好时，其导通阻抗很小，电池包的内阻就小，带载能力也强，在放电时其消耗的电能也少。
随着科技的发展，便携式设备的体积越做越小，而随着这种趋势，对锂离子电池的保护电路体积的要求也越来越小，在这两年已出现了将控制IC和MOSFET整合成一颗保护IC的产品，如DIALOG公司的DA7112系列，有的厂家甚至将整个保护电路封装成一颗小尺寸的IC，如MITSUMI公司的产品。

(完整版)锂电池充电电路详解

锂电池充电电路图锂电池是继镍镉、镍氢电池之后，可充电电池家族中的佼佼者．锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。

一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池：锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。

充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。

放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。

所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。

因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。

锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。

镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。

镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。

锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；5、寿命长。

正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；6、可以快速充电。

与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。

三、锂电池的内部结构：锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。

正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。

负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。

电池内充有有机电解质溶液。

手机锂电池智能充电器设计

摘要随着手机的普及，手机充电器已经成为现代家庭中常用的电器之一。

虽然手机的品牌和型号众多，各种手充电器形状和接口不同，但它们的原理和功能基本一样，电路结构大同小异。

所有手机充电器其实都是由一个稳定电源加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。

本论文将以单片机和充电芯片MAX1898为核心来构建一种智能充电器。

对基于单片机的充电器的智能部分的设计与实现的研究，是本论文研究的主要任务。

本论文的重点有两方面内容:1.充电的实现；2.智能化的实现。

论文共分为五章。

第一章是绪论部分。

综述了电池、充电知识与充电器，提出了本论文的研究内容以及系统设计的目标。

第二章是手机锂电池智能充电器的硬件结构设计部分，该部分是本论文的重点之一。

首先介绍了设计思路和主要器件，然后详细地介绍了手机锂电池智能充电器硬件部分的总体结构设计和各部分电路的设计,并给出了相应原理图。

第三章是手机锂电池智能充电器软件设计部分，该部分是本论文的另一个重点。

这一章详细地介绍了手机锂电池智能充电器软件的总体构架及程序说明；最后介绍了主要功能的具体实现。

第四章是系统实现及调试部分。

这一章主要介绍了软硬件调试环境，调试过程，调试中碰到的问题及其解决方法，并给出了系统部分调试的结果。

最后一章后对本文的研究内容做了总结，并对基于单片机的手机智能充电器的发展作了展望。

关键字：智能充电器；MAX1898；预充；充电保护；充电报警。

AbstractAs the popularization of the mobile phone, the mobile charger becomes the universal electric appliance in family. Although the difference of the brands and models exists, the principle and function of mobile phone and mobile charger are similar, and their circuits are also resemblance. The entire mobile phone charger contains a constant voltage source and some circuits that contains the constant current, limit voltage or limit time. In this thesis, an intelligent charger with the center of MCU and a charge chip MAX1898 is elaborates. The main task of the project is the design and realization of an intelligent phone charger based on the MCU.The emphasis of this thesis contains two parts: first, realization of charge, second, realization of intelligence. There are five chapters composed this thesis.The first part is preface. It elaborates the knowledge about battery, charger and how to charge the battery. It also introduces the task of the project and the purpose of this design.The second part introduces the hardware construction of the designed intelligent mobile telephone charger for Lithium battery. It is one of the emphases of this thesis. It introduces the design’s thought and the main chips, and then, introduces the main construction and all parts of the circuit in detail. It also gives the principle schemes.The third chapter is another emphasis of this thesis. It is software design of mobile phone battery charger. This part introduces the main construction and procedure of the charger in detail. It introduces how to realize the function at last.The forth part introduces how to realize and debug this charge system. It contains the environment of debugging hardware/software, debugging procedure, the problem that will be found in debug and how to deal with it and also gives some result of debugging.The last chapter is to summarize this research and gives the prospect of MCU’s mob ile phone intelligent charger.Keywords:intelligent charger; MAX1898; pre-charge; charge protect;charge alarm.目录第1章绪论 (1)1.1 充电电池简介 (1)1.1.1 电池定义 (1)1.1.2 电池充电 (1)1.1.3 常见充电电池 (3)1.2 充电知识简介 (4)1.2.1 充电方法 (4)1.2.2 快速充电的基本原理 (4)1.3 充电器知识简介 (5)1.3.1 充电器要求 (5)1.3.2 充电终点控制方法 (5)1.4 手机锂电池充电知识简介 (6)1.4.1 锂电池 (6)1.4.2 锂电池充电 (7)1.4.3 现代锂离子电池充电器 (7)1.5 本课题的设计任务 (8)第2章手机锂电池智能充电器硬件设计 (9)2.1 设计思路分析 (9)2.1.1 充电器的智能化要求 (9)2.1.2 充电器智能化实现 (9)2.2 主要器件及其功能 (9)2.2.1 AT89C51引脚说明 (9)2.2.2 MAX1898引脚说明 (11)2.2.3 6N137引脚说明 (13)2.3 电路原理图及说明 (14)2.3.1 单片机电路 (14)2.3.2 电压转换及光藕隔离部分电路 (15)2.3.3 充电控制电路 (15)2.4 充电过程 (16)2.4.1 预充 (16)2.4.2 快充 (16)2.4.3 满充 (16)2.4.4 断电 (17)2.4.5 报警 (17)第3章手机锂电池智能充电器软件设计 (18)3.1 实现功能 (18)3.2.1 流程图一 (18)3.2.2 流程图二 (19)3.2.3 流程图三 (19)3.3 程序说明 (21)第4章系统调试 (24)4.1 硬件调试 (24)4.2 软件调试 (24)第5章展望 (25)5.1 设计总结 (25)5.2 智能充电器发展展望 (25)结束语 (26)致谢词 (27)参考文献 (28)附录一：原理图 (29)附录二：PCB板图 (31)附录三：程序 (32)中国地质大学学士学位论文第1章绪论1.1充电电池简介1.1.1 电池定义电池的应用从来没有像现在这么广泛。

锂电池保护电路原理及功能有哪些

锂电池保护电路原理及功能有哪些?离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求.近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池.由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化.锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护.过度充电保护过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态.此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电.另外, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间.过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低.采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能.过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅0.1uA.当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可解除.另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免发生误动作.过电流及短路电流因为不明原因(放电时或正负极遭金属物误触)造成过电流或短路,为确保安全,必须使其立即停止放电.过电流保护IC原理为,当放电电流过大或短路情况发生时,保护IC将激活过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将功率MOSFET的Rds(on)当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形,如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电,计算公式为: V-=I×Rds(on)×2(V-为过电流检测电压,I为放电电流).假设V-=0.2V,Rds(on)=25mΩ,则保护电流的大小为I=4A.同样地,过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流入时发生误动作.通常在过电流发生后,若能去除过电流因素(例如马上与负载脱离),将会恢复其正常状态,可以再进行正常的充放电动作.锂电池保护IC的新功能除了上述的锂电池保护IC功能之外,下面这些新的功能同样值得关注:1. 充电时的过电流保护当连接充电器进行充电时突然发生过电流(如充电器损坏),电路立即进行过电流检测,此时Cout将由高转为低,功率MOSFET由开转为关断,实现保护功能.V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)×Rds(on)×22. 过度充电时的锁定模式通常保护IC在过度充电保护时将经过一段延迟时间,然后就会将功率MOSFET关断以达到保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(过度充电滞后电压)时就会恢复,此时又会继续充电-保护-放电-充电-放电.这种状态的安全性问题将无法获得有效解决,锂电池将一直重复着充电-放电-充电-放电的动作,功率MOSFET的栅极将反复地处于高低电压交替状态,这样可能会使MOSFET变热,还会降低电池寿命,因此锁定模式很重要.假如锂电保护电路在检测到过度充电保护时有锁定模式,MOSFET将不会变热,且安全性相对提高很多.在过度充电保护之后,只要充电器连接在电池包上,此时将进入过充锁定模式.此时,即使锂电池电压下降也不会发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态.3. 减小保护电路组件尺寸将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸.对保护IC性能的要求1. 过度充电保护的高精度化当锂离子电池有过度充电状态时,为防止因温度上升所导致的内压上升,须截止充电状态.保护IC将检测电池电压,当检测到过度充电时,则过度充电检测的功率MOSFET使之关断而截止充电.此时应注意的是过度充电的检测电压的高精度化,在电池充电时,使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题,同时兼顾到安全性问题,因此需要在达到容许电压时截止充电状态.要同时符合这两个条件,必须有高精度的检测器,目前检测器的精度为25mV,该精度将有待于进一步提高.2. 降低保护IC的耗电随着使用时间的增加,已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低,最后低到规格标准值以下,此时就需要再度充电.若未充电而继续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用.为防止过度放电,保护IC必须检测电池电压,一旦达到过度放电检测电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET 关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此需要使保护IC消耗的电流降到最低程度.3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求因不明原因导致短路时必须立即停止放电.过电流的检测是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗,以监视其电压的下降,此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电.为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效应用,需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为20mΩ~30mΩ,这样过电流检测电压就可较低.4. 耐高电压电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生,因此保护IC应满足耐高压的要求.5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1uA.6. 零伏可充电有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V,故保护IC需要在0V时也可以实现充电.保护IC发展展望如前所述,未来保护IC将进一步提高检测电压的精度、降低保护IC的耗电流和提高误动作防止功能等,同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点.在封装方面,目前已由SOT23-6逐渐转向SON6封装,将来还有CSP封装,甚至出现COB产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求.在功能方面,保护IC不需要集成所有的功能,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护IC,如只有过充保护或过放保护功能,这样可以大大减少成本及尺寸.当然,功能组件单晶体化是不变的目标,如目前手机制造商都朝向将保护IC、充电电路以及电源管理IC等外围电路与逻辑IC构成双芯片的芯片组,但目前要使功率MOSFET的开路阻抗降低,难以与其它IC集成,即使以特殊技术制成单芯片,恐怕成本将会过高.因此,保护IC的单晶体化将需一段时间来解决.。

锂电池是怎样保护电路的

锂电池是怎样保护电路的离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池.由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化.锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率 MOSFET所构成,其中保护IC监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护.过度充电保护过度充电保护IC的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态.此时,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电.另外, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间.过度放电保护在过度放电的情况下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低.采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能.过度放电保护IC原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过度放电电压检测点(假定为2.3V)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅 0.1uA.当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可解除.另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免发生误动作.过电流及短路电流因为不明原因(放电时或正负极遭金属物误触)造成过电流或短路,为确保安全,必须使其立即停止放电.过电流保护IC原理为,当放电电流过大或短路情况发生时,保护IC将激活过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将功率MOSFET的Rds(on)当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形,如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电,计算公式为: V-=I×Rds(on)×2(V-为过电流检测电压,I为放电电流).假设V-=0.2V,Rds(on)=25mΩ,则保护电流的大小为I=4A.同样地,过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流入时发生误动作.通常在过电流发生后,若能去除过电流因素(例如马上与负载脱离),将会恢复其正常状态,可以再进行正常的充放电动作.锂电池保护IC的新功能除了上述的锂电池保护IC功能之外,下面这些新的功能同样值得关注:1. 充电时的过电流保护当连接充电器进行充电时突然发生过电流(如充电器损坏),电路立即进行过电流检测,此时Cout将由高转为低,功率MOSFET由开转为关断,实现保护功能.V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)×Rds(on)×22. 过度充电时的锁定模式通常保护IC在过度充电保护时将经过一段延迟时间,然后就会将功率MOSFET关断以达到保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(过度充电滞后电压)时就会恢复,此时又会继续充电-保护-放电-充电-放电.这种状态的安全性问题将无法获得有效解决,锂电池将一直重复着充电-放电-充电-放电的动作,功率MOSFET的栅极将反复地处于高低电压交替状态,这样可能会使MOSFET变热,还会降低电池寿命,因此锁定模式很重要.假如锂电保护电路在检测到过度充电保护时有锁定模式,MOSFET将不会变热,且安全性相对提高很多.在过度充电保护之后,只要充电器连接在电池包上,此时将进入过充锁定模式.此时,即使锂电池电压下降也不会发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态.3. 减小保护电路组件尺寸将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸.对保护IC性能的要求1. 过度充电保护的高精度化当锂离子电池有过度充电状态时,为防止因温度上升所导致的内压上升,须截止充电状态.保护IC将检测电池电压,当检测到过度充电时,则过度充电检测的功率MOSFET使之关断而截止充电.此时应注意的是过度充电的检测电压的高精度化,在电池充电时,使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题, 同时兼顾到安全性问题,因此需要在达到容许电压时截止充电状态.要同时符合这两个条件,必须有高精度的检测器,目前检测器的精度为25mV,该精度将有待于进一步提高.2. 降低保护IC的耗电随着使用时间的增加,已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低,最后低到规格标准值以下,此时就需要再度充电.若未充电而继续使用,可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用.为防止过度放电,保护IC必须检测电池电压,一旦达到过度放电检测电压以下,就得使放电一方的功率MOSFET 关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC的消耗电流存在,因此需要使保护IC消耗的电流降到最低程度.3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求因不明原因导致短路时必须立即停止放电.过电流的检测是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗,以监视其电压的下降,此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电.为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效应用,需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为 20mΩ~30mΩ,这样过电流检测电压就可较低.4. 耐高电压电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生,因此保护IC应满足耐高压的要求.5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1uA.6. 零伏可充电有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V,故保护IC需要在0V时也可以实现充电.保护IC发展展望如前所述,未来保护IC将进一步提高检测电压的精度、降低保护IC的耗电流和提高误动作防止功能等,同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点.在封装方面,目前已由SOT23-6逐渐转向SON6封装,将来还有CSP 封装,甚至出现COB产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求.在功能方面,保护IC不需要集成所有的功能,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护IC,如只有过充保护或过放保护功能,这样可以大大减少成本及尺寸.当然,功能组件单晶体化是不变的目标,如目前手机制造商都朝向将保护IC、充电电路以及电源管理IC等外围电路与逻辑IC构成双芯片的芯片组, 但目前要使功率MOSFET的开路阻抗降低,难以与其它IC集成,即使以特殊技术制成单芯片,恐怕成本将会过高.因此,保护IC的单晶体化将需一段时间来解决.。