用帶2KB閃存的80C51基微控制器設(shè)計(jì)離線鋰離子電池充電器(04-100)

　　工程師可以采用恰當(dāng)組合外設(shè)和閃存的合適8位微控制器來(lái)設(shè)計(jì)離線鋰離子電池充電器，這是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的選擇。 集成2KB閃存和合適外設(shè)的80C51基微控制器所提供的解決方案并不昂貴。集成的閃存還能簡(jiǎn)便有效地調(diào)試應(yīng)用碼，如果必要的話，還可現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)軟件。

　　由于設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)廣泛接受并熟悉了80C51，軟件/硬件開(kāi)發(fā)便可以加快進(jìn)行。這一方法的另一優(yōu)勢(shì)在于，眾多廠商提供了一系列強(qiáng)大而
經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具。考慮到成本、設(shè)計(jì)效率和安全的電池充電的重要性，基于微控制器的解決方案的諸多優(yōu)勢(shì)便不言而喻。 

　　外設(shè)集成

　　離線鋰離子電池充電器設(shè)計(jì)的益處體現(xiàn)在2個(gè)方面。微控制器集成了一個(gè)內(nèi)部振蕩器，節(jié)省了外部振蕩器的器件成本及其PC主板的封裝形式；內(nèi)部振蕩器改進(jìn)了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。

　　4通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器是設(shè)計(jì)工程師應(yīng)集成到芯片上的另一個(gè)頗具價(jià)值的外設(shè)。 它不僅能節(jié)省外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器成本，還能用于監(jiān)測(cè)充電電壓、電流及電池溫度，這些都是安全電池充電操作的重要參數(shù)。

　　本文介紹的用于設(shè)計(jì)的微控制器－飛利浦半導(dǎo)體的P89LPC916 —不僅集成了這些功能， 同時(shí)包含高性能的處理器架構(gòu)，能在2個(gè)時(shí)鐘中執(zhí)行指令，這樣可以將性能提高至標(biāo)準(zhǔn)80C51器件的6倍。定時(shí)器0很容易配置，用于脈寬調(diào)制(PWM)輸出，使裝配和使用PWM功能變得簡(jiǎn)單。

　　電池充電的基本原理

　　該設(shè)計(jì)方案是專門針對(duì)放電電壓為3.6 V、電壓極限為4.2 V、額定容量為700-750mAh的鋰離子電池的充電方案。

　　充電分為3個(gè)階段：預(yù)充階段、恒流充電階段和恒壓充電階段。

　　如果電池的電荷很低，只能產(chǎn)生很低的輸出電壓，預(yù)充階段則必不可少。這種情況下，必須采用低電流充電，以保護(hù)電池。如果電池已經(jīng)可以產(chǎn)生很高的電壓(大于3V)，就可以安全地省略預(yù)充階段。當(dāng)然，大多數(shù)情況都是如此。

　　能量大多數(shù)是在恒流充電階段和恒壓充電階段由充電器流入電池的。特定電池允許的最大充電電流由電池的額定容量決定。例如，額定容量為700mAh的電池，可以使用350mA到400mA的電流進(jìn)行快速充電。

　　就鋰離子電池而言，微控制器必須維持電池的默認(rèn)充電電壓，同時(shí)還要監(jiān)測(cè)充電電流，以確定電池何時(shí)充滿，結(jié)束充電。

　　溫度監(jiān)測(cè)可以保證安全的充電流程，因?yàn)橹灰姵剡_(dá)到充滿狀態(tài)，所有多余的電能都會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。盡管微控制器必須在原有性能之上增加溫度監(jiān)測(cè)功能，然而目前市場(chǎng)上大多數(shù)鋰離子電池都已經(jīng)具備了過(guò)充保護(hù)功能，因此，溫度監(jiān)測(cè)盡管必不可少，卻很少應(yīng)用。