該系統分為兩個單片機控制的子模塊，模塊1負責管理低端的7節鋰離子電池，模塊2負責管理高端的3節鋰離子電池，兩個模塊的"地"相互獨立，高端和低端兩個模塊通過輸出過充、過放控制信號，控制具有串聯關系的兩對開關(Ka1和Ka2、Kb1和Kb2），實現對主回路充放電MOS管的控制。

系統中所用的單片機為MICROCHIIp公司的pIcl6F676單片機，該單片機功耗極低，具有8路10位的A/D轉換通道，12個I/O引腳，1024字Flash程序存儲區，60字節SRAM，十分適合本系統的檢測控制。

模塊1中，由于每一個開關均要承受30V以上的直流高壓，故4通道開關切換陣列用一片MAX309實現。MAX309是一片4選1、雙通道的多路開關，通過選址實現通道的選擇。開關KA(1～4）負責把電池的正極連接至“飛電容”C1的正極，開關KB(1～4）負責把電池負極連接至“飛電容”C1的負極。3通道開關切換陣列結構與4通道開關切換陣列類似，只是通道數少1路。工作時，單片機發出通道選址信號，讓其中一路電池的正負極與C1連接，對C1進行充電，然后斷開通道開關，接通到跟隨放大器的開關，單片機對電容C1的電壓進行快速檢測，由此完成了對一節電池的電壓檢測。若發現檢測電壓為OV，則可推斷出電池可能發生短路、過放或保護系統到電池的檢測線斷路，單片機將馬上發出信號切斷主回路MOS管。重復上述過程，單片機即完成對本模塊所管理的電池的檢測。

模塊2中，由于管理的電池數只有3節，多路開關的耐壓只要能承受13V以上即可，故選用價格較低的MC14051實現，控制原理與模塊1相同。

保護系統還設有過流及短路檢測比較器，通過檢測電流流過放電MOS管所產生的壓降，與基準電壓相比較后，單片機根據比較器的輸出電壓，得出是否發生短路或過流的判斷，在延時一段時間后，若過流或短路情況仍然存在，則馬上切斷放電回路，直至過流或短路負載撤除為止。

4軟件設計

由于電池的電壓變化較慢，所以對電池電壓的監控采取占空比為1：9的間歇性工作方式。圖3為主程序的處理流程圖。圖中，除了睡眠進程外，其余進程均為工作進程，工作進程只占1/10的時問，而睡眠進程占9/10的時間。

系統工作時的耗電是200μA，睡眠時的耗電是12μA，那么系統平均耗電將是30.8μA，系統的功耗可以大大降低。

另外，由于系統是由單片機程序進行控制，針對不同電壓要求的動力鋰離子電池，只需出廠前修改程序中電池的過充過放保護值，即可適應不同類型的鋰電保護要求。

5結束語

動力鋰離子電池組的監控是一個全新的課題，本文提出了一種低成本、低功耗、高可靠性以及適應性廣的鋰電保護系統設計方法，通過采用“飛電容”技術，實現了對電池組過充、過放保護以及斷線檢測等各種保護功能。