郎豐濤 山東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 山東濟(jì)南 250300

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高效鋰電池充電器的設(shè)計(jì)與制作

郎豐濤 山東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 山東濟(jì)南 250300

【文章摘要】

隨著我國經(jīng)濟(jì)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鋰電池已經(jīng)逐步深入到人們的日常生活中。鋰電池具有反復(fù)充電的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的環(huán)保性特點(diǎn)，加強(qiáng)鋰電池充電器的設(shè)計(jì)效果，對(duì)鋰電池的制作進(jìn)行研究，分析充電器硬件設(shè)計(jì)、后續(xù)設(shè)計(jì)調(diào)試的相關(guān)步驟，采取有效的充電設(shè)計(jì)形式進(jìn)行判斷和分析，采用適合電池電壓、電流的元器件進(jìn)行控制和調(diào)整，防止電池過熱問題的產(chǎn)生。需要按照充電過程進(jìn)行智能化控制和調(diào)整，優(yōu)化鋰電池充電器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋰電池的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、系統(tǒng)組成進(jìn)行分析，對(duì)鋰電池的充電技術(shù)進(jìn)行研究，認(rèn)識(shí)鋰電池的充電效果，對(duì)充電效率進(jìn)行分析和判斷，確定鋰電池具有的充電性能。

【關(guān)鍵詞】

鋰電池；充電器；設(shè)計(jì)與制作

0　引言

鋰電池是目前較為常用的充電電池，具有反復(fù)性充電效果。根據(jù)鋰電池充電器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行反復(fù)性充電和放電，逐步提高鋰電池充電器的設(shè)計(jì)效果。依照電池的電壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，確定電池電壓和電流，對(duì)鋰電池充電范圍進(jìn)行控制和調(diào)整。采用有效的充電設(shè)計(jì)分析，認(rèn)識(shí)鋰電池有效充電的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，確定電池適合的電壓范圍。按照電池有效限制的電流標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電流進(jìn)行充分性放電充電，記錄充放電時(shí)間，研究鋰電池的充電效率。

1　鋰電池的特點(diǎn)

鋰電池的充電要求較低。采用較低的電流就可以完成充電，當(dāng)電池的整體電壓在正常范圍內(nèi)的時(shí)候，可以采用標(biāo)準(zhǔn)電容電流控制進(jìn)行充電。當(dāng)電池在有效范圍內(nèi)的時(shí)候，可以采用增加電流的方式進(jìn)行充電，從而有效提高充放電效果。充電結(jié)束后，需要在較短的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行限制。一般情況需要對(duì)電壓、電流進(jìn)行限定，電壓一般在3V范圍內(nèi)，充電電流小于0.5C，如果電壓接近到4.2V，充電電流達(dá)到0.1C。通過電流充電的調(diào)整，控制電流的溫度，當(dāng)溫度超出有效規(guī)定時(shí)間后，就需要立即停止電流的充電，防止進(jìn)行放電。

2　充電系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組成

按照電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋰電池的充電功能進(jìn)行判斷，充分認(rèn)識(shí)電流和電壓的技能標(biāo)準(zhǔn)，充分認(rèn)識(shí)充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，按照電子制作設(shè)計(jì)工藝的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)、接口電路、傳感器設(shè)計(jì)、電子測(cè)量技術(shù)進(jìn)行電子產(chǎn)品的裝潢和設(shè)計(jì)，采用C語言進(jìn)行數(shù)據(jù)編程寫入，加強(qiáng)傳感器相關(guān)設(shè)計(jì)原理的設(shè)計(jì)需求，制定合理的電子測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。按照電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行充電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電子鋰電池的設(shè)計(jì)中包含元器件的檢測(cè)、手工焊接、儀器儀表的使用、電路的檢測(cè)和調(diào)試、電路的讀數(shù)等，結(jié)合鋰電池的充放電設(shè)計(jì)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行判斷，確定實(shí)際電路系統(tǒng)的組成。

鋰電子電池的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是需要采用CPU控制單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，考量單片機(jī)的基本設(shè)計(jì)原理進(jìn)行接口點(diǎn)的電路分析。穩(wěn)定電源電壓標(biāo)準(zhǔn)，采用穩(wěn)定電源知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，設(shè)計(jì)開關(guān)電源，根據(jù)穩(wěn)壓電源的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電源知識(shí)的分析和測(cè)定。開關(guān)需要使用特定的材料。電流需要與電壓分別控制，將其集成在控制單元上，選用貼片元件進(jìn)行測(cè)定，改善電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)特效。需要在電路中設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)和熱敏電阻裝置，按照結(jié)構(gòu)傳感器的接口進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，模擬電池需要按照電路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，構(gòu)建合理的模擬電路結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。另外可以設(shè)置倒計(jì)時(shí)電路標(biāo)準(zhǔn)，制定合理的電路控制單元，提高鋰電池設(shè)計(jì)效果。

2.2系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)效果

首先需要有CPU，設(shè)置開關(guān)電源充電元件、電流控制單元、電壓控制單元、溫度檢測(cè)電源、鍵盤控制電路等。通過合理的系參數(shù)設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)組成。

3　充電制作標(biāo)準(zhǔn)

3.1PCB電路板的設(shè)計(jì)、PCB電路板的設(shè)計(jì)是確保硬件設(shè)計(jì)的重要組成部分

在設(shè)計(jì)PCB過程中，首先需要確定基本設(shè)計(jì)原理，依照原理圖標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)元件和電路進(jìn)行布局。努力改變電路以及各元件之間可能產(chǎn)生的不良反應(yīng)問題。按照設(shè)計(jì)圖的相關(guān)設(shè)計(jì)原理，對(duì)每一個(gè)元件進(jìn)行符號(hào)設(shè)定，在PCB封裝實(shí)現(xiàn)集成庫。將原理圖傳遞到PCB中，使用布線將其進(jìn)行一次的鏈接，實(shí)現(xiàn)所有元器件的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化傳遞，確保PCB圖的飛線鏈接效果。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電路元件進(jìn)行位置調(diào)整。衡量電路元件的適應(yīng)應(yīng)用需求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電路的孔、貼片進(jìn)行分析?？剂侩娐凡煌ㄐ再|(zhì)元件的工藝標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電路的印刷板、萬能板進(jìn)行區(qū)分。

3.2裝配焊接的標(biāo)準(zhǔn)需求

按照印制插件的位置，對(duì)元器件位置、極性、導(dǎo)線安裝位置、字標(biāo)方向進(jìn)行判斷，確定相符的施工工藝標(biāo)準(zhǔn)要求。采用有效的固件緊固處理方法，提高印刷板的有效對(duì)應(yīng)位置印制，對(duì)劃傷處進(jìn)行及時(shí)清理，確保沒有污垢物質(zhì)的產(chǎn)生。需要對(duì)電子產(chǎn)品的焊接點(diǎn)進(jìn)行適度的判斷，確定焊接點(diǎn)的焊接位置、連接標(biāo)準(zhǔn)、圓潤程度、干凈情況等。依照電子產(chǎn)品的焊接尺寸進(jìn)行工藝性要求和判斷，確定工藝技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電路芯進(jìn)行尺寸判斷，確保鍍錫接頭的完整性。

3.3電路的有效調(diào)試

按照模擬電路的基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電路進(jìn)行電壓調(diào)試控制。通過按鍵設(shè)置，確定充電狀態(tài)，采用模擬電路電壓3.5V，電流0.6A的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。經(jīng)過調(diào)節(jié)后，需要對(duì)低壓電路進(jìn)行充電，測(cè)量的充電電流為0.2A。如果電路的偏離值較大，就需要對(duì)電路進(jìn)行軟件參數(shù)的判斷。按鍵需要選擇涓流充電方式，測(cè)量的成功點(diǎn)電流為60mA。如果偏離值過大，就需要對(duì)軟件的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)節(jié)W1，對(duì)UCA的引腳進(jìn)行壓力判斷，調(diào)節(jié)W2對(duì)UC4的引腳3V進(jìn)行低壓判斷。通過按鍵標(biāo)準(zhǔn)值的判斷，確定自動(dòng)調(diào)節(jié)電池的電壓狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)電路低壓電流的有效控制。檢測(cè)電池電壓是否在3V范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)電池電壓的電路標(biāo)準(zhǔn)，確保涓流充電狀態(tài)，檢測(cè)電池電壓，防止出現(xiàn)電壓超過4V的狀態(tài)。另外，需要對(duì)鋰電池的溫控系統(tǒng)進(jìn)行控制調(diào)整，防止溫度過高造成內(nèi)部電路的損耗，直接影響電路的充電過程。

4　結(jié)語

綜上所述，鋰電池充電器電路具有良好的實(shí)用價(jià)值，從實(shí)際使用角度出發(fā)，分析鋰電池充電效率水平，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部相關(guān)器件進(jìn)行整合，組裝。提高電路的實(shí)際調(diào)節(jié)效果，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)功能狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定鋰電池充電器電路的基本充電過程。另外，對(duì)鋰電池充電效率追求需要建立在基本充電安全上，因此加強(qiáng)鋰電池充電的同時(shí)，需要對(duì)鋰電池充電溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行鐘點(diǎn)房分析，研究溫度過高時(shí)溫度自動(dòng)斷電控制系統(tǒng)，確保鋰電池充電設(shè)計(jì)效果的合理性。

【參考文獻(xiàn)】

［1］陳吉，鄒志任.壓差式電池充電器在天然氣管線中的應(yīng)用分析［J］.電氣自動(dòng)化.2016（01）

［2］劉廣榮.研諾推出新型電池充電器芯片［J］.半導(dǎo)體信息.2008（03）

［3］徐穎晟，王志新，余俊宏，鄒建龍.三環(huán)控制鋰電池充電器的設(shè)計(jì)［J］.自動(dòng)化儀表.2013（08）