基于PIC16F883的锂电池智能充电器设计

据。锂离子电池的最高电压为4.2 V，对其进行两次分压，第一次分压后采样信号的最大值为2.8 V，输入单片机的AN2模拟通道进行A/D转换，根据转换后的值判断锂离子电池应该进人预充电、快速充电还是脉冲充电。第二次分压后采样信号的最大值为2.16 V，该信号作为单片机内部比较器的反相输入信号，与内部参考电压比较，再通过软件设置将比较结果反转后，由单片机6脚输出给Boost变换器的引脚，控制Boost电路工作或关闭。电压采样电路如图6所示。

(3)温度采样电路设计

为了防止锂离子电池超温工作，必须采样电池温度。温度采样通过一个负温度系数(NTC)热敏电阻实现。电阻贴在电池表面中心位置，因此得到的温度是电池表面温度。采用的热敏电阻在额定温度25℃时的电阻值为47 k，热敏指数B值为3 950 K(25/50)，精度±3％。温度采样电路如图7所示，热敏电阻与电阻R：。并联后再与Rz。串联，当NTC阻值变化时，送给A/D转换通道ANll的采样电压值也发生变化。若采样得到的电压值超过0.94～2.2 V的范围，单片机会关闭充电电路，暂停充电，直到电池温度恢复正常为止。

3系统软件设计

单片机是整个系统控制的核心，而所有的控制命令都要由软件来实现。系统软件要实现以下控制功能：

(1)充电过程的转换与控制。充电过程包括预充电、快速充电、脉冲充电三个阶段，必须使充电电路在这三个阶段之间正确转换，并在每个阶段执行不同的控制策略，使锂离子电池合理充电。

(2)正确判断锂离子电池是否充满，充满后充电器进入休眠状态。若充电器电源按钮一直接通，则当电池电压下降到重复充电值后自动重新开始充电过程。

(3)在整个充电过程中一直监测锂离子电池的温度，并进行过温保护。

(4)进行放电控制。

主程序流程设计如图8所示，在主程序中主要完成系统初始化、开中断、调用充电子程序、充电完成处理等功能。初始化子程序中要进行变量、I/0端口、比较器、PWM、定时器、中断的初始化。初始化完成后，启动比较器中断，并根据锂离子电池的电压转人预充、快速或脉冲充电子程序。UBATT_MAX是锂离子电池的终止充电电压，设为42 V。UBATT_MIN是快速充电的起始电压，设为3 V。当充电完成后，置充电指示灯为绿灯，然后将其余端口设为低电平，修改比较器基准电压为4 V，关闭全局中断使能位，单片机进入休眠状态。

本文设计的锂电池充电器的充电电压和电流及放电电压曲线分别如图9～图11所示，实验结果证明本方案能较好地完成对锂离子电池进行过充、过放和过温保护的功能。