淺析鋰離子電池充電系統的設計與數據顯示

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制和計劃,一臺機器兩棲真正完成,這是充電器的創新,也是規劃中的難點。充電器的寬屏液晶顯示屏可以同時顯示4組充電器的充電狀態，也可以單獨顯示一組充電器的電池參數，從而實現對電池充電過程的實時監控。

系統總體規劃

系統規劃的目標是:

1.四組8.4v鋰離子電池或9.2v鎳鎘電池可同時充放電。

2.它可以與電池中的芯片通信，判斷電池的化學性質。

3.關于不同化學性質的電池，選擇相應的充電方式。

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。

5.充電器配有液晶顯示屏，可以顯示電池的各種數據。

充電器的功能框圖如圖1所示。

圖1系統總體規劃結構圖

系統硬件規劃

計劃和完成主控制單元

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

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

充電單元的規劃和完成

TP8002鋰離子電池

充電控制芯片

TP8002是一種高效的獨立開關式鋰離子電池充電控制器。該控制器有4.2v和8.4v兩個版本。

具有500kHz開關頻率的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驅動，能夠供應高達90%功率的4A充電電流。輸出電壓設定為8.4v，最終浮動電壓為1%，充電精度為5%。此外，該設備可以在9V到22V范圍內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構使小型電感和電容器成為可能。

鋰離子/鎳鎘電池

充電單元整體規劃

根據前期對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監控電池電壓，確保電池電壓不超過8.4v。而關于鎳鎘電池，充電截止電壓可達9.2v。其次，在鎳鎘電池充電結束時，電池要以正常電流的30%和10%進行充電。所以，第二個要求是有關如何控制恒流電荷中的電流。另外，鎳鎘電池應采用脈沖充電。也就是說，以1s為周期，95%的時間用于充電，1%用于放電，其余時間不充放電。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。