文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
锂离子电池充电器设计
姓名:姚和平
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:朱樟明
20080101
摘要锂离子电池具有体积小、质量轻、比能量高、寿命长、可快速充电等优点。相较于其它类型的电池而言,具有明显优越的综合性能,竞争优势不可忽视。它的特点决定了它要求有性能完备的充电管理芯片。本文论述了一种锂离子电池充电器芯片的设计:在通过欠压闭锁电路检测充电条件满足之后,先对电压过低的电池进行涓流充电。当电池电压达到安全电平时,。当电池最终浮充电压达到充电过程终止。芯片采用最小电流恒压终止控制实现较高的精度,从而有效利用电池容量并防止电池的过充损坏。并且在芯片温度升高时,内部的热限制电路将自动减小充电电流。再结合其他控制和保护电路,实现了充电控制的智能化。芯片的设计采用旌闲藕拍P汀Mü愿髂?楹驼宓缏返功能进行仿真,验证了设计的可行性。关键词:锂离子电池恒流充电恒压充电热限制带隙基准保
甌甒瑃甅.,甎:,位甌.—,猻。
别币獬:妻峪本人签名:》丝毒蔓辱潮‘/‘诊。日粉创新性声明关于使用授权的声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿穆畚脑本人签名:解密后遵守此规定
第一章绪论论文研究背景。但实际的充电过程是一个电化学反应过程,有一定的损耗绶⑷,故实际充电电流要比计算值大%随着电子技术的不断发展,便携式设备不断涌现,丰富和方便了人们的生活。现在,移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式设备已经成为人们生活的一部分,而且有着更为广阔的市场前景和发展空间。今后,还会有更多的便携式设备出现。便携式设备的发展,对电池产业提出了更高的要求。低成本、高电压、高能量密度、轻型化、长寿命、高安全性的电池,特别是可重复使用的电池备受关目前广泛采用的便携式可充电电池可以分为镍镉瓹电池、镍氢甅电池、。相比其它电池,锂离子电池有其独有的优势:饶芰扛摺o胱拥绯氐谋饶芰靠纱锬拥倍以上,与同容量镍氢电池相比体积可减少%,重量可降低%。因此,锂离子电池有高容量,高密度,尺寸小,重量轻等特点,有利于便携式电子设备小型轻量化。ぷ鞯缪垢摺Mǔ5ソ陲胱拥绯厥褂玫缪刮.,是单节镍镉、镍氢电池的倍,充足电时电压可达到5ヌ宓绯乜晌牡缏饭┑纭6杂谝G蠼细吖电电压的电子设备,电池组所需串联电池数也可大大减少。藜且湫вΑO衲拥绯囟加屑且湫вΓ匦虢卸ㄆ诜诺纾裨蚓突嵋蚣且效应使电池失效。而锂电池无记忆效应,不必理会残余电量的多少,可直接进行充电。倜ぁo胱拥绯夭捎锰几杭ǎ诔浞诺绻讨校几杭ú换嵘山鹗麸而可以避免电池因内部金属锂短路而损坏。目前,锂离子电池的寿命可达次以上,远远高于各类电池。踩ǹ焖俪涞纭o胱拥绯赜虢鹗麸绯夭煌母杭锰厥獾奶嫉缂ù金属锂电极,因此允许快速充电。采用涞缢俾剩稍诹叫∈蹦诔渥愕纾且安全性能大大提高。ⅲ撼涞缏蔆表示充电的速度。若不考虑充电过程的损耗,充电率可表示为:充电电流/池容量若电池的容量为珻,则充电电流为注。
论文主要工作和章节安排精度ǘ雀哂%A硗猓杂诘缪构偷牡绯爻诵枰=性こ洹⒊涞缰罩由此可见实现安全高效的充电控制己成为锂离子电池推广应用的目标。随着各种采用电池供电的便携式和可移动式设备的广泛应用,充电器的需求量也越来越大。人们对充电器的要求是:在电池充足电、但不过量充电而把电池充坏的前电器的设计上能够充分适应这些变化,并利用最先进的电子技术降低成本和改善左右。为缩短充电时间,可采用涞缏剩话阕畲蟪涞缏士纱市砦露确段Э怼o胱拥绯鼐哂杏帕嫉母叩臀路诺缧阅埽稍谝℃之间工作。高温放电性能优于其它各类电池。此外,锂离子电池自放电率为每月ィ浅5牡汀】。樱獾鹊绯自放电率达到每月.%⑶揖哂形藁肪澄廴镜扔诺悖怀莆!奥躺ǖ绯亍薄W合性能优于铅酸、镍镉、镍氢和金属锂电池,被称为性能最好的电池。基于以上优点,锂电池被广泛应用在便携式设备中。在便携式应用中,一般采用容量相对不大的锂电池,