锂电池常用充电办法的比较

基于UC3842B和STM8S103F2的锂电池充电器

解析

随着便携式设备和电动工具的发展，电池的性能要求也在不断提高，尤其是可充电锂电池。同时，锂电池充电电路的设计和优化也在不断完善。本文设计的锂电池充电电路是一种基于三个系列10.8v电池包的智能锂电池充电器。试验所用电池型号为韩国三星inr18650-13q型号电池。电池的额定容量为1300mAh，额定工作电压为3.60v，充电时充电电压达到4.20v，默认充值状态，电池要使用cc-cv(恒流-恒压)充电。基于STM8S103F2单片机控制和电流模式控制器UC3842B调节，通过软硬件结合实现恒流恒压充电过程和转换。具体解析了该锂电池充电器的硬件和软件工作原理，重点解析了恒流恒压充电的实现，并对充电器的试验结果进行了分解。

充电方式比较

目前国内外锂电池的充电方式并不多，大致可以分为以下两种:

2.1直流充电方式

这种办法比较简单。市电的220V电压通过变压器转换为电压值，再用恒流对锂电池笔直充电，直到电池电压达到一定值。这种办法虽然简单，充电时间快，但是对电池的损伤很大，很难将电池洋溢。长期使用此充电器会导致电池寿命下降。

图1:常规充电方式

2.2常规充电方式

如图1所示，这是最常见的办法。当电池插入充电器时，充电器首先进入预解决状态，预解决状态紧要检查电池。使用约C/15的充电电流对电池进行轻度充电，探测电压是不是能达到2.5v的阈值。否则，视为电池损坏;倘若可以，它将进入恒流区，以高电流(约1C)快速给电池包充电。当恒流充电达到4.2v阈值电压时，电池进入恒压区。在恒压区，电池以恒压充电。随着电池电压继续升高，充电电流继续减小，直至充电电流降至C/10至C/15，充电停止，整个充电状态结束。在充电效果和电池损耗方面，直流电法远远低于传统办法。虽然充电时间短，但使用频率依然很低。相比之下，传统办法的充电效果和电池损耗均能满足要求，且实现起来比其他办法简单。因此，传统办法已成为锂电池最常用的充电办法。本系统的设计也是基于传统的办法。

图2:UC3842B芯片的简化框图

芯片解析和电路结构

本系统紧要使用于高性能电流模式控制芯片UC3842B。

3.1UC3842B芯片解析

UC3842B芯片是一种高性能的电流PWM控制器。该芯片电路开关频率可调，具有电流反馈和电压反馈双环控制的特点，电压调整率和负载调整率高。外围电路简单，安装调试方便，性能优良，价格低廉。UC3842B芯片内部紧要包括:5V参考电压、输入欠压锁定电路、误差放大器、振荡器、脉宽调制器。图2是8针封装的UC3842芯片的简化框图。

各脚的功能如下:脚1是误差放大器的输出;脚踏2是误差放大器的逆输入，通常通过电阻分压器连接到开关电源的输出，启动电压反馈使用;脚3为当前采样针;Foot4用于输入PWM

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