刘志猛，朱孟府，陈 平 ，邓 橙 ，苑英海，宿红波

（军事医学科学院 卫 生装备研究所，天津 3 00161）

微型变压吸附(PSA)制氧机在医疗保健、家庭氧疗、户外运动用氧等领域应用广泛和巨大的市场需求[1]。目前，普通家用变压吸附制氧机体积大、重量重、电源适应性差，不便于携带，只能适合家庭室内使用，对渴望自由活动而又不影响正常吸氧的人们带来很大问题[2]。微型制氧机体积小、重量轻、自带电源，可有效解决人们随时随地吸氧的需求[3]。微型制氧机大多采用锂电池作为动力来源，由于锂电池的特殊性，对锂电池的智能管理是制氧机设计时必须考虑的问题[4]。因此，为了实现锂电池充供电的智能管理和电池状态的准确检测，本文以C8051F310为控制核心，结合CN3704和DS2438芯片对锂电池的智能管理系统进行设计，以便有效提高电池的使用安全性，延长锂电池的使用寿命，为微型制氧机的便携使用提供电源保证。

1 总体方案设计

1.1 锂电池特性

制氧机选取的压缩机额定电压为DC12 V，额定功率为60 W，为了达到额定功率的要求，以及受制氧机重量和尺寸的限制，选用单节容量为2 500 mAh、标称电压为3.7 V的锂电池，其充电电压最高为4.2 V，采用4节串联。为了延长制氧机的工作时间，增加电池容量，把两组4节串联的电池并联在一起，组成端电压为12～16.8 V、容量为5 000 mAh的电池组。单节锂电池的工作电压为3.7 V，其对充电电压要求比较严格[5]，图1为锂电池充电特性曲线，其充电电压范围是2.75～4.2 V。由于锂电池具有较大的内阻，大电流放电或充电都会导致电池迅速升温，超出其额定功率，有失效、漏液甚至有爆炸的危险，因此，设计合理的管理系统对锂电池的安全使用和延长使用时间具有非常重要的作用。……