リチウム電池充電器の回路図と設計

ユハン機、固定翼機、模型飛行機、ヘリコプターなどで一般的に使用されているリチウム電池。放電安定性、広い動作温度、大きな充電電流、速い充電速度、低い自己放電と長い貯蔵寿命、高エネルギー、大型蓄積されたエネルギー密度など。11.1vリチウム電池充電器の設計を紹介し、電池を見てみましょう。充電器の回路図と回路図はどのように見えますか？

【リチウム電池充電器】リチウム電池充電器の回路図と概略図リチウム電池充電器の設計スキーム

1、はじめに

11.1 Vリチウム電池は、Yu Hanマシン、固定翼、模型飛行機、ヘリコプターなどで一般的に使用されており、放電安定性、広い動作温度を備えています。より大きな充電電流、充電速度を可能にし、1〜2時間で満たすことができます。メモリー効果なし。自己放電率が低く、保管寿命が長い。エネルギーは高く、蓄積されたエネルギー密度です。高出力電圧（リチウム電池の定格電圧の単一セクションは3.6 V、一般的にはニッケル水素電池とニッケルカドミウム電池の単一セクションの電圧は1.2 V）など。電圧が電圧を超えている場合の過充電を防ぐためのリチウム電池の充電充電または充電電流が定格電流よりも大きい場合、リチウム電池が損傷したり、廃棄されたりします。充電の場合、過剰エネルギーのリチウム電池の温度が上昇し、電解質が分解してガスを生成し、自然発火または破裂のリスクの範囲内で電圧が上昇します。リチウム電池は、過放電を防止するために使用すると、過放電電池の特性や耐久性を引き起こす可能性があり、充電可能数が少なくなります。

2、充電回路の設計と分析の構造

リチウム電池は、充電電圧と充電電流の過程でそれを制御する必要があり、リチウム電池の電圧充電プロセスによると、電圧の正確な測定は4つの段階に分けることができます。ステージ1は、次のフェーズへのバッテリー電圧が2.5 V以上のときに、リチウムバッテリー充電用に0.1Cの小電流で充電しています。フェーズ2。リチウム電池の急速充電に1cの定電流で定電流充電し、電池電圧が4.2 V以上になると、次の段階に進みます。定電圧充電のフェーズ3では、充電電流を徐々に減らし、次のフェーズへの充電電流が0.1 C以下の場合、一定= 4.2Vのバッテリー電圧を確保します。トリクル充電のフェーズ4、バッテリーが基本になった後の定電圧充電は、バッテリー電圧を維持するために、リチウムバッテリー充電プロセスの最後まで、0.1C以下を使用してバッテリー充電電流を補うことができます。

3、充電器のハードウェア回路設計

このシステムは主にマイクロコントローラ、電圧検出回路、電流検出回路、バッテリ充電状態表示回路、制御回路を含み、回路原理図を図1に示します。

リチウム電池充電器の原理図

3.1メインコントロールチップ

このシステムは、ATmega8を制御コアとして採用しています。

ATmega8 AVRは、高性能で低消費電力のマイクロプロセッサです。高度なRISC構造、合計130の命令を採用し、1クロックサイクルの命令実行時間のほとんどは、32の8つの一般的な作業レジスタを備え、16MHZで最大16MIPSのパフォーマンスで動作します。 2クロックサイクルのハードウェア乗算器のみが必要です。プログラム可能なフラッシュのシステム内で8kバイト。オプションのブートコード領域を独立してロックする; 512バイトのE2PROMチップが導入された; 1kバイトのオンチップSRAM; 2つの独立した事前割り当て周波数8つのタイマー/カウンター; 23のプログラム可能なI / Oポート; 8つのロード10ビットADC; 3チャンネルPWM。リアルタイムカウンターRTC;バイト指向の2行インターフェース。 2つのUSARTインターフェース。ホストで/マシンモデルSPIインターフェースから作業できます。ウォッチドッグタイマーはバラバラです。アナログコンパレータなどの内部リソースの内部。

3.2電圧検出回路

ATmega8ADC基準電圧が3.072Vに設定されている結果、充電中のバッテリーは12.6 Vに達する可能性があるため、バッテリー電圧をATmega8にスケールダウンしてADCが口を取得する必要があります。

この回路は、位相検出器と20 kの調整可能な抵抗、同相のLM324で構成されるバッテリー電圧入力、ADCの口に入力する調整可能な抵抗を調整することによる分離バッファー後の調整可能な抵抗20kへの位相検出器出力で構成されます。 ATmega8バッテリー電圧の電圧の5。

3.3電流検出回路

充電電流がセンス抵抗を流れると圧力降下が発生します。測定テストでは、抵抗電圧は充電電流のサイズ、位相を知ることができ、絶縁バッファの効果があります。

3.4バッテリーステータスインジケーター回路

バッテリーステータスインジケーター回路は、バッテリーのステータスを示すために使用される緑色と赤色の発光ダイオード（LED）で構成されています。赤と緑のリード線はスタンバイ用に点灯しており、バッテリーに接続されていません。充電状態の赤信号は別です。赤いLEDは急速充電ステータスを点滅しています。緑のLEDは、定電圧充電ステータスが点滅しています。バッテリーが完全に充電された瞬間、緑色のリード線だけでトリクル充電状態になります。

3.5充電制御回路

充電制御回路は、充電電圧と充電電流を制御するPWM方式を採用しており、PWMの分解能は9、スイッチング周波数は2KHZです。バッテリーに接続されていないときは、R1を調整してBAT +電圧が12.975Vになるようにします。これは、BAT +電圧が12.8V未満のときにバッテリーがアクセスできることを示しています。

4、充電器の制御ソフトウェア設計

この制御ソフトウェア、制御プログラムUSESマルチステップ構造では、充電プロセス全体を5つの状態に分割でき、特定の状態の後の各状態で、別の状態に移行します。

5。結論

本稿では、高比率の11.1 Vリチウムイオン電池充電器の設計について説明し、充電器の回路構造とソフトウェア設計の考え方について説明し、ATmega8を制御コアとして、充電プロセスの包括的な管理を行うリチウム電池の制御方法を紹介します。 、充電電流、電圧を自動的に検出して調整し、さまざまな充電段階の正確な制御と完全自動停止充填を完了します。

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