王道平 何敏 王秋妍

摘要

为了解决普通锂电池充电器容易造成过充、欠充及充电速率过慢的问题，本文设计了一款基于单片机和MAX1898的智能锂离子电池充电器。通过STC89C52单片机控制充电控制芯片MAX1898可以实现预充、恒流充电和恒压充电，本设计可以对充电过程中电池的各个状态进行监视，安全性高、充电效果好、对电池损坏小，系统简单、经济实用。

【关键词】智能充电器 单片机控制 MAX1898过充 欠充

锂电池可以分为一次性电池和可充电电池，其中可充电电池又分为锂离子电池和聚合物电池。锂离子电池具有放电电压平稳、使用寿命长、适用范围大的特点，因而在便携式电子产品中得到广泛使用。

目前，市场上低成本的锂离子电池充电器良莠不齐，一些产品在额定电，放电性能安全性保护性能方面存在质量问题，这些质量问题会影响到电子产品的正常使用，严重时还可能给消费者带来人身伤害。

为此，有必要设计安全性能高，使用方便的智能锂离子电池充电器。

1 方案设计

根据要求，基于MAX1898电源管理芯片和STC89C52单片机设计了可以自动监测充电过程的智能充电器。系统框图如图1所示。其中MAX1898完成充电功能，单片机和外围电路完成充电监测和控制功能。

2 系统实现

2.1 MAX1898智能充电电路设计

MAX1898是MAXIM公司生产的线性锂电池充电芯片，充电芯片MAX1898内部电路包括输入电流调节器电压检测器、充电电流检测器、定时器、温度检测器和主控制器。外部接晶体管PNP或PMOS组成一个锂离子充电器，可精确地恒流/恒压充电，电池电压精度可达士0.75%。由该款芯片构成的典型充电电路如图2所示。

通过外接的场效应管提供锂电池的充电接口。

通过外接的电容CCT来设置充电时间T_CHG。这里的充电时间指的是快充时的最大充电时间，它和定时电容C_CT的关系如下式所示：

C_CT=34.33×T_CHG（T_CHG的单位小时，C_CT的单位为nF）

大多数情况下快充时最大充电时间不超过3小时，因此常取C_CT为100nF。

MAX1898能够自动检测充电电源，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，当检测到电池电压到达设定的门限时进入脉冲充电方式，P型场效应管打开时ii时间会越来越短。

2.2 充电控制电路设计

由STC89C52单片机、LM393电压比较器、蜂鸣器及发光二极管等组成充电监测和控制电路，主要作用是实时显示充电状态，对预充电、恒流充电、恒压充电以及未接电池、电池接反等不同情况进行显示。

MAX1898监测电池的充电状态，输出信号通过LM393电压比较器触发单片机的外部终端，对电池反接及充满电等状态做出判断，并对通过蜂鸣器产生报警信号。

3 系统测试

系统经过制版、焊接、调试后进行最终功能测试。在充电过程中将万用表并联于电池两极，测试电池正负极电压，记录实验记录数据，并用matlab绘制出充电时间曲线如图3所示。

从实验结果可以看出，该曲线与理论充放电曲线基本一致，说明该设计的软硬件都没有问题。

4 結论

基于单片机和MAX1898设计的智能充电器，不但能够对锂电池进行充电，还能够实现相应的充电监测，避免简易充电器在充电时可能对电池造成损害的情况发生，是一款实用的充电器。

参考文献

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[2]郑如定.锂离子电池和钮聚合物电池概述[J].通信电源技术，2002（05）.

[3]王涛，屈高龙，殷蘖均.等基于单片机的智能手机充电器的设计[J].电子测试，2014.1 9：33-37.

[4]MAXIM.Datasheet：Linear Charger forSingle-Cell Li+ Battery，http：//www.maxim-ic.com/2001.