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【摘 要】本论文采用LPC768单片机强大的逻辑控制能力,同时监测多节锂电池并联充电过程,通过恒流恒压模式充电实现了对锂电池充电状态的监测和对锂电池过度充电及过电流的保护功能,保证充电过程中的安全性,实现了对锂电池组充电过程的均衡管理.

【关 键 词】锂电池,充电,安全保护,动态管理

1.引言

锂电池最早出现于1958年[1],20世纪70年代进入实用化.20世纪80年代趋向研究锂离子电池,以后日益发展.随着科技进步与社会发展,像手机、笔记本电脑、MP3播放器、PDA、掌上游戏机、数码摄像机等便携式设备已越来越普及,这类产品常常采用二次电池进行供电.

市面上广泛使用的便捷式二次电池主要有镍镉电池、镍氢电池、二次碱锰电池及锂电池,其中锂电池包括锂离子电池和锂聚合物电池.而可充电锂电池是目前便携式电子设备中应用最广泛的电池,其以体积小、容量大、质量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多（寿命长）等优点,受到大家的青睐[2].

锂电池能量密度高,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,容易使内压上升而产生自燃或破裂的危险[3],因此锂电池的过度充电及过电流保护很重要,所以通常都会设计保护电路,用以保护锂电池.

本论文基于实际应用情况,以10节锂电池为一组,研究锂电池组充电安全保护电路的设计,其中锂电池组充电时采用并联模式.

2.锂电池组充电安全保护电路硬件设计

并联充电,即所有单体电池并联独立充电,均充满时（4.2V）[4],充电结束.锂电池组并联充电系统框图如图1所示,单片机LPC768通过四位选通控制位来依次选通CD4067的第0～9位,即依次对充电的十节锂电池进行监测和控制.单片机不停的扫描,并将采集到的电压与电流信息与基准电压与电流进行比较,通过控制相应的模拟开关的开断程度来保证充电过程在恒流恒压模式下进行.

图1锂电池组并联模式充电系统框图

单片机CPU通过模拟多路器（CD4067）从V0～V9采集电池两端电压,包括50mΩ采样电阻压降,线路损耗压降.从I0～I9采集流过电池的电流.向C0～C9发送控制信号,控制MOS场效应管的导通程度,从而实现电池恒流恒压充电.

当电池两端电压低于4