1、1摘 要充电器已经在我们的日常生活中普遍应用，随着移动设备的发展，可充电电池已经成为移动设备电源的必要器件，相配套的充电器和可对多种电池充电的充电器的市场需求量也逐渐上升。本产品采用锂离子电池充电器 IC MAX1898，通过 AT89C51 控制可以实现预充，快速充电，及恒压充电。另外可以通过设置可以方便改变快速充电的电流和充电时间，还可以监控充电过程中的各个状态。实现电路电路简单，成本较低，而且充电效果很好，包括安全性高，耗时短，对电池损坏小，满足一般用户的要求。 关键词：MAX1898，AT89C51，预充电，快速充电，恒压充电。2AbstractChargers have been w
2、idely applied in our daily life and with the development of mobile devices, rechargeable batteries have become mobile equipment necessary components, the market demand of the charger corresponding and charging to various battery is rising gradually.This product adopts he integration circuit of the l
3、inear charger for single-cell Li+ battery-MAX1898, through singlechip AT89C51 control can be realized precharging,fast charging, and constant-voltage charging . In addition ,MAX1898 can be easily changed charging current and charging time by setting, still can monitor each state of the charging proc
4、ess. Realizing circuits is simp, low cost, and charging effect is very good, including high security,little time-consuming, , satisfing ordinary users demand.keywords：MAX1898，AT89C51，precharging, fast charging, constant-voltage 3前 言电池是通过能量转化而获取的电能的器件，化学电源是通过氧化还原反应将化学能转化为电能。电池可分为一次电池和二次电池，一次电池是一次性应用的
5、电池，二次电池是可以反复使用的电池。随着便携式设备的发展，无论从节约成本来说，还是从环境保护的角度来说，二次电池都比一次电池更有优势，因此二次电池的市场需求量也越来越大。锂离子电池也是二次电池的一种。锂离子电池自 20 世纪 90 年代上市以来，它以能量密度高，使用寿命长的特点倍受重视。基于市场的要求，世界各大电池生产商为了在市场领域里取得优势，无不致力于开发具有能量密度高，小型化，薄型化，轻量化，安全性高，循环寿命长，低成本的新型电池。对此，聚合物锂离子电池具有上述各项优点，是各厂商致力研究的目标。聚合物锂离子电池基于安全、轻薄等特性，广泛应用于便携式设备，所以聚合物锂离子电池是 21 世纪
6、移动设备最佳的电源解决方案。与液体锂离子电池相比，聚合物锂离子具有较好的耐充放电特性，因此对外保护电路方面的要求可以适当放宽。在充电方面，聚合物锂离子可以利用 IC定电流的方式充电，实现起来也比较容易。下面是锂离子电池，镉镍电池及镍氢电池的主要性能比较。表一：参数电池种类 锂离子电池 镉镍电池 镍氢电池单位重量能量密度（W-Hr/kg） 90 40 60单位体积能量密度（W-Hr/L） 210 100 140额定电压（V） 3.6 1.2 1.2充电次数 1000 1000 8004自放电率（%/月） 6 15 20综上所述，锂离子电池的发展，也带动锂离子电池充电器的发展。所以锂离子电池充电器
7、的市场需求量也随之上升。我们所使用的锂离子电池 LG 383450，容量 800mAh，安全性能好，外包装为铝塑包装，有别于液态锂电池的金属外壳，一旦发生安全隐患，不会爆炸，只会鼓胀；重量轻，比钢壳液锂轻 40，比铝壳液锂轻 20；容量大，越薄越有容量优势；内阻小，比常规电池内阻要小，使得有效放电容量要比其它电池高； 形状可定制，可根据客户的要求灵活定制电池的厚度、形状；放电平台高，聚合物锂电池采用胶态电解质，具有更平稳的放电特性和更高的放电平台；工作电压高；能量密度高；循环寿命长；无记忆效应，自放电小，无污染。适用范围：通讯设备（移动电话、网络电话、对讲机、蓝牙耳机） ，移动办公设备（笔记本
8、计算机、PDA、便携式传真机、打印机） ，影像设备（数码相机、摄像机、移动 DVD、移动电视、MP3、MP4） ，其它（手电筒、矿灯、玩具、航模）。锂离子电池的充电要求有：1 终止充电电压的允差为额定值的1%,过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。2 充电速率常用为 0.5C1C。采用 0.5C 充电速率时，因充电过程中的电化学反应会产生热量，所以有一定的能量损失。3 锂离子电池充电的温度范围为 060，如果电流过大，会使温度过高。不仅会损坏电池，而且可能引起爆炸。4 锂离子电池的终止放电电压为 2.5V，严重过放电可能造成锂离子电池失效。对过放电的电池充电可以通过预处理进行补救，当锂离子电池电
9、压大于2.5V，则按正常方式充电；若锂离子电池低于 2.5V，则用小电流充电，充到2.5V 后再按正常方式充电。下面对电池基本参数进行简单的介绍。1. 额定电压：额定电压是指电池正常工作时正极与负极之间的的电压，通常锂离子电池的额定电压为 3.6V。电池充满电时的电压与电池的阳极材料有关：阳极材料为5石墨时，电池电压为 4.2V；阳极材料为焦炭，电池电压为 4.1V。通常锂离子电池的铭牌上标识的是加阳极材料的压降后的电压。即通常是 4.2V 或 4.1V。2. 电池容量：电池容量是指电池存储电量的大小。电池容量的单位是 mAh，中文名称是毫安时（在衡量大容量电池如铅蓄电池时，为了方便起见，一般
10、用 Ah 来表示，中文名是安时，1Ah=1000mAh） 。定义是以 20 小时为标准。例如 800mAh 电池是指连续放电电流为 40mA,放电完毕共耗时 20 小时。另一种是以 W/CELL 计算,即单位极板消耗功率，定义是以 15 分钟为标准.例如 1221W 电池为每一 CELL 供电21W 可供电 15 分钟。3. 充放电速率：有时率和倍率两种表示法。时率是以充放电时间表示的充放电速率，数值上等于电池的额定容量(安小时)除以规定的充放电电流（安）所得的小时数。倍率是充放电速率的另一种表示法，其数值为时率的倒数。原电池的放电速率是以经某一固定电阻放电到终止电压的时间来表示。单位为 C。
11、放电速率对电池性能的影响较大。一般地，对于每块电池厂家都有规定的充放电速率，充电速率过大，很可能造成过电流充电，使电池内部消耗较大的能量，产生热能，对电池不利；充电速率过小意味着充电时间较长。4. 充电速率，电池容量，充电时间及充电电流之间的关系：以下电池容量是指电池铭牌上标识的容量，充电电流是连续的充电电流。（0-1）充充（0-2）充充1（0-3）充充6第 1 章 充电集成电路本产品采用锂离子电池充电器 IC MAX1898，下面对 MAX1898 进行简单的介绍。MAX1898 和外部晶体管 PNP 或 PMOS 组成一个锂离子充电器，可精确地恒流/恒压充电，电池电压精度可达0.75%。M
12、AX1898 有两种型号，MAX1898EUB42应用于 4.2V 的锂离子电池，类似的 MAX1898EUB41 用于 4.1V 的锂离子电池。1、功能介绍： 电压精度达0.75% 充电电流可控 带自动输入电源监视器 内部检流电阻 LED 充电状态指示器 可控的安全充电时间 电流大小监视输出 可选择的自动重启2、引脚功能介绍：表 1-1：引脚号 引脚名 功能1 IN 电压输入端2 HGC漏极开路 LED 驱动。1.没有电池，LED 灭。2.预充电，LED 亮。3.快速充电，LED 亮。4.充电完成，LED 灭。5.电池电压小于2.5V，但预充电时间（ =100nF,45min）结束。LED
13、1.5HZCT闪烁。73 EN/OK1.输入：高电平使能 IC。2.输出：高电平表示输入电压接入正确4 ISET1.与电池充电电流成比例的模拟输出,。 2.通过设定 ISET 与GND 之间的电阻可改变充电电流。5 CT 安全充电时间控制口，电容 10uF 时，充电时间为 3 小时。6 RSTRT自动重启控制，如果电池降低电池规定的电压下 0.2V，一个新的充电周期又开始。接地后自动重启功能有效，充电完成时漏极电流为 40uA。如果悬空，充电时间耗尽，只能通过 EN/OK 来触发重启，充电完成时漏极电流为 4uA。7 BATT 电池输入端。8 GND 地9 DRV 外部晶体管驱动，该脚接外部
14、PMOS/PNP 的栅极/基极。10 CS 充电电流输入端，接 PMOS/PNP 的源极/极电极。3、详细描述：MAX1898 开始快充的条件如下，满足任何一个条件即可： 外部电源连接上，电池电压大于 2.5V。 电池电压下降到重启电压，4.0V(MAX1898EUB42)或 3.9V(MAX1898EUB42)。 EN/OK 先置低后置高，IC 复位。 预充电结束，电池电压达到 2.5V。电流设定：MAX1898 充电电流通过线性控制外部晶体管 PMOS 或 PNP，最大的充电电流通过连接 ISET 与 GND 的外部电阻来设定，选择电阻通过如下公式：（ fastchgI单位是安培， set
15、R单位是欧姆 ） （1-1）setfastchgRI140ISET 可用来实时检测实际的充电电流。ISET 端有 1mA 输出的电流就表明充电电流为 1A，ISET 端的输出电压正比与充电电流。（1-2）10setchgsetIV在快速充电阶段通常 ISET 端的电压为 1.4V，电池充满时将随着充电电流下降。8充电过程中电压、电流、功耗变化趋势图如下。图 1-1状态输出： 是一个漏极开路输出，可以监视电池的充电状态。HGCC有 5mA 的限定电流，因此 LED 可以直接连接在 IN 与 之间作为充电状HGC态标志。另外，可以通过上拉电阻（通常 100k）输出逻辑电平。表二为的状态与各充电状态
16、的对应关系。表 1-2：条件 HGC没有电池接入或没有充电输入 高阻抗（LED 灭）预充电阶段电池电压小于 2.5V，充电电流以快速充电电流的 10%低阻抗（LED 亮）快速充电阶段，电池电压大于 2.5V 低阻抗（LED 亮）充电完成，充电电流下降到 20%快速充电电流或者安全定时器高阻抗（LED 灭）充电错误，充电电压小于 2.5V 而且预充电结束（45min， =100uF）CTLED1.5HZ、50%闪烁充电周期重新开始：当电池电压降到电池额定电压下 0.2V 时，配置MAX1898 能够使充电周期自动重新开始（将 RSTRT 接 GND） ，重启阈值可以通过在 RSTRT 与 GND
17、 间接外部电阻来降低。假如自动重启不需要，可以悬空RSTRT。自动重启功能无效，充电只能通过清零在置高 EN/OK 来重新开始新的周期，或者先断开输入电源后重新接入电源。9EN/OK(EN 输入，OK 输出)：EN/OK 有两种功能，可以作为逻辑输入（高电平）使能充电。除了开/关控制之外，EN/OK 也可以反应出输入电源是否接入。当输入电源接 IN（ ， 4.25V）,EN/OK 输出高电平 3V，通过内VBATININ部上拉 100k 电阻。因此 EN/OK 可以作为输出来反映 AC 适配器接入情况，同时通过漏极开路的驱动可以开/关充电。假如 IN 没有电压或不足，EN/OK 将保持低电平，
18、充电将关闭。电池漏极电流：MAX1898 采用 CMOS 电路检测电池状态，最小电流由电池自身提供。当输入电压小于电池电压时，电池漏极电流通常为 3uA。当输入电源存在，充电完成时，漏极电流通常为 40uA，不复位则电流可能降到 4uA。可选择最大充电时间：最大充电时间可以通过外部电容设置，电容接在 CT与 GND 之间，选择电容用如下公式：(1-3)3.4hourstnFCCHGT最大充电定时就是安全定时，通常不是充电控制循环中的一部分。以 1C 的充电速率对锂离子电池充电，通常充电时间将近 1.5 小时，但是根据温度的变化和电池类型的不同充电时间变化很大。在大多数场合，用 1C 速率快速充
19、电推荐 3小时作为最大充电时间，以使正常充电不会被充电定时器中断。要详细咨询电池厂商推荐的定时设定。CT 接 GND，充电安全定时功能关闭，同样重启功能和预充电错误提示功能也关闭。可控制的自动重启：当电池电压降到预定水平下时，MAX1898 就自动重启开始充电。大多数定时充电器，一旦充电时间结束，就不能对随后的电池充电，充电将不能重新开始，除非充电器被外部信号触发。当有充电电源、电池电压下降时自动重启充电，MAX1898 可以保证用后电池不会部分带电.重启功能配置如下： 悬空 RSTRT 重启功能关闭。一旦充电完成，充电定时结束，充电只能通过在 IN 重新输入电源或触发 EN/OK。自动重启功
20、能关闭，充电完成后电源漏极电流降到 4uA，自动重启功能开启，则为 40uA. RSTRT 接地使能错误重启阈值（MAX1898EUB42 为 4V,MAX1898EUB41 为 3.9V） ，一旦充电完成，充电时间结束，电池电压下降到重启阈值电压时将重启充电。10 通过在 RSTRT 与 GND 之间连接电阻可以降低重启阈值电压。对于 MAX1898EUB42:( RSTV在 3V 和 4V 之间） (1-kVkkRRSTST 301.74.125.694)对于 MAX1898EUB41：( RSTV在 3V 和 3.9V 之间） (1-kVkkRRSTST 301.74.182.65)4、
21、应用电路：图 1-2上图是用 PMOS 来作为外部连接晶体管。图中 LED 接入 IN 和 之间作为CHG充电状态指示器。BATT 与地之间必须接 10uF 旁路电容，使得锂离子电池平稳地充电。在外部晶体管漏极/集电极和 BATT 正极之间接一个肖特基二极管，来避免输入电源短路时电池放电。也可以用低功耗 PNP 来作为外部连接晶体管。具体电路如下。11图 1-35、充电过程解析：图 1-4预充电10%快速充电电流LED=ON错误LED 闪烁1.5HZ充电关闭LED=OFF快速充电100%快速充电电流LED=ON恒压充电LED=OFF充电完成LED=OFFOR 2.5V BAT3 小时计时开始R
22、SIRT=GND AND22%ISET充电电流20%ISETTIMEOUT=3hTIMEOUT=3h12在开始充电阶段，MAX1898 会检测接入电池是否大于锂离子电池终止放电电压 2.5V，如果电压大于 2.5V，则按正常快速充电，如果电压小于 2.5V 则充电电流按 10%快速充电电流充电，直到电压达到 2.5V，则再进入快速充电阶段,因为内部用一个比较器，将检测电压与 2.5V 作比较，并将结果作为逻辑控制器的输入。此过程中预充电时间达到充电时间的 1/4,电压还没有超过 2.5V，则充电出错，LED 以 1.5HZ 的频率和 50%的占空比闪烁。充电进入快速充电阶段后，随着电压的上升，
23、充电电流也逐渐下降，当电流下降到设定快速充电电流的 20%时，则快速充电阶段结束，进入恒压充电，等到设定充电时间，则停止充电。如果结束充电后，电压下降到额定电压下的 0.2V，且 RSIRT 接地（自动重启功能有效） ，则重新开始快速充电。下图为充电过程中为标准化充电电流与电池电压的关系图，标准化电流是以快速充电电流为 1，其它按占其比例计算。可以看到快速充电阶段是以最大的恒定电流充电，快速充电结束后，电压基本维持在 4.2V，可认为是恒压充电，电流越来越小直至充电结束。图 1-56、外部晶体管的选择：13MAX1898 用一个外部晶体管驱动来控制充电电流。晶体管（MOSFET 或者三极管）的
24、最重要的参数就是额定电流和功耗。由于 MAX1898 为一个线性充电器，外部晶体管就会消耗热量。功耗计算公式如下：(1-6)(BATINFASTCHGDISVP最不利的条件下功耗如下：(1-7)5.2()(IINFASTCHGMXDIS晶体管的额定功率必须是 )(MXDIP，晶体管通常用 P 沟道的 MOSFET。用 PNP 作为外部晶体管，DRV 电流可达 4mA，因此必需要比较合适电流放大倍数来允许 DRV 驱动三极管的基极。对于 500mA 的快速充电电流，放大倍数应为 125.达林顿管 PNP 是不推荐使用的，由于稳定性限制。这里我们以 250mA 作为充电电流，对于容量为 800mA
25、h 的锂离子电池充电速率达 0.31,按照公式(1-7),可计算出用 PNP 作为外部晶体管，在最不利的条件下最大功耗为 0.625W。随着充电的进行，PNP 的功耗将逐渐降低。详细充电电压，充电电流及外部晶体管功耗随时间的变化请见图 1-1。S8550 在常温下功耗可达 0.625，最大集电极电流可达 500mA，所以符合要求。14第 2 章 基于 AT89S51 单片机控制 MAX1898本产品用于控制 MAX1898 的单片机我们选择的是 AT89S51，电路原理简单，而且软件也比较容易。控制对象为 MAX1898，主要控制 MAX1898 使能，充电的安全时间，及充电完成和充电出错时的
26、信号指示（LED）控制。1、原理图及分析图 2-1上图中 D1 用于充电指示，当 D1 亮时表示正在预充电或快速充电；D3 用于指示接入电池极性是否有错，D3 亮表示电池插反；D4 用于指示充电进程，以1HZ 频率，50%占空比闪烁表示正在充电中，充电结束 D4 一直点亮，提示用户电池已充满可以使用,充电错误时以 4HZ 的频率闪烁。6N137 光电耦合器由一个高发射强度的红外发光二极管和一个高速高增益的光敏检测集成电路组成。6N137 用于控制充电电源的接入与断开。下图为6N137 内部电气图。15图 2-2由于 6N137 输入正向电流为 3mA，即可导通二极管， AT89S51 输出低电
27、压时的灌电流为 3mA，输出为高电平时的拉电流为 10uA，显然，CATHODE 接地，控制 ANODE 不能驱动内部二极管，因此 ANODE 接 VCC，控制 CATHODE，可以控制内部二极管的导通。通过 PNP 饱和导通即可实现，第 7 脚 是使能端， 接EVEV高电平时则使能输出，输出 与输入成反相； 接低电平时则禁止 输出，oVEo输出恒为高电平。6N137 真值表如下：oV图 2-3VCC 与 GND 之间和 与 GND 之间应接一个滤波电容，以滤除高频干扰，输oV出电压波动。上拉一个电阻可以增加 的输出电流。o通过一个非门接到单片机的外部中断口 ，当外部中断发生后表CHG0INT
28、示快速充电结束，充电进行恒压充电阶段，这时启动定时器开始计时，计时到达安全充电时间停止，这时恒压充电结束，AT89S51 发出指令断开充电电源。162、程序流程及软件控制开始初始化Time_out=1？外部中断 0服务子程序int0-count+返回定时器 0服务子程序关闭 T0 定时，重设定时器初值time+Second=60？Int0_count 为 1？充电出错关闭 T0 中断和外部中断 0返回D4 闪烁D4 一直点亮Time=20？Minute=192？Time=0，second+Second=0，minute+Time_out=1充电完毕，切断电源返回Main（）Interrupt
29、0（）Interrupt 1（）YESNOYESYESYESNONONONOYES图 2-4171. 初始化程序：程序中需要定时用于控制安全充电时间结束时断开接入电源并发出充电完成信号，由于安全充电时间太长了，所以仅靠定时是不够的，因此需要多次循环。我们先定时 50ms，20 个循环就是 1s，再加一层循环，60 个就是 1min，安全充电时间用分钟计算就方便多了。AT89C51 用 12MHZ 晶振，一个机器周期就为 1us,50ms 就是 50000 个机器周期。本程序用 T0 定时/计数器，方式 116 位定时/计数器，最大计数值为 =65536。现在我们要计数 50000，则定时/计数
30、寄存82器的初值为 65536-50000=15536，转化为十六进制位 3CB0H，则TH0=3CH,TL0=B0H。另外还用外部中断设置，我们采用下降沿触发。具体初始化程序如下：void C51_init()ET0=1; /定时器 0 允许EX0=1; /外部中断允许IT0=1; /外部中断跳沿触发TMOD=0x01; /T0 设定方式 1 定时器TL0=0xB0;TH0=0x3C; /设定初值，定时 50msTR0=0; /定时器关闭EA=1; / 使能中断 time=0;second=0;minute=0;int0_count=0; / 安全充电时间参数归零182. 主程序：程序初始化
31、之前，必须把所有状态归零，禁止 MAX1898 充电，电源不接入，发光二极管熄灭。目的是保持定时与充电同步。之后，调用初始化程序，对AT89C51 进行初始化。然后，接入充电电源，使能 MAX1898，定时器启动开始定时。等待安全充电时间结束，安全时间结束后，发出充电完成信号，如果有错误，发出错误信号。主程序编写如下：void main() EN_OK=0; /禁止 MAX1898 充电BP=1; /充电指示灯关闭GATE=0; /D4 熄灭，输入电压不接入，MAX1898 不工作C51_init(); /初始化程序GATE=1; /接入输入电压 5VEN_OK=1; /MAX1898 使能T
32、R0=1; /定时开始while(!time_out); /等待安全充电时间到doif(int0_count=1)BP=0; /充电完成充电指示灯一直亮else error=1; /充电时间结束有错误发出错误信号while(1);3. 中断服务子程序：外部中断 0 服务子程序主要用来累计外部中断的次数。定时中断 0 服务子程序首先要给定时器重新赋初值，中断 20 次就是 1s，中断 1200 次就是 1min。我们的锂离子电池采用 0.3C 充电，充电时间 5h，360000 次中断就充电完毕。19充电的过程中必须有一次外部中断，这次中断是快速充电结束充电电流下降到20%，如果充电完成没有这次
33、中断，D4 将以 4HZ 频率闪烁。闪烁的频率控制也是通过定时中断 0，通过判断标志位 error 来区分控制安全充电时间所用的定时中断。具体程序如下：void charging (void) interrupt 0 using 0 int0_count+; /外部中断次数累计void time0 (void) interrupt 1 using 1 TL0=0xB0;TH0=0x3C; / 重置初值time+; / 定时中断次数累计if(error=0 / 1s 到 中断次数清零second+; / 秒累计BP=BP; /充电进行中 D4 以 1HZ 频率闪烁if(error=0 /1min
34、 到 秒清零minute+; /分累计if(error=0 /安全充电时间到，分清零time_out=1; /标志位置一GATE=0; /断开接入充电电源if(error=1 BP=BP; / 充电错误，D4 以 4HZ 频率闪烁203、实验数据及分析：表 2-1 时间（min）参数电池电压（V） 设定电阻端电压 （V） 充电电流（mA） 晶体管功耗 （W）1 3.39 1.343 239.821 0.386 2 3.46 1.351 241.250 0.372 3 3.54 1.347 240.536 0.351 4 3.56 1.341 239.464 0.345 5 3.60 1.340
35、 239.286 0.335 6 3.62 1.336 238.571 0.329 7 3.65 1.333 238.036 0.321 8 3.68 1.330 237.500 0.314 9 3.69 1.328 237.143 0.311 10 3.71 1.325 236.607 0.305 11 3.73 1.322 236.071 0.300 12 3.74 1.321 235.893 0.297 13 3.74 1.320 235.714 0.297 14 3.74 1.320 235.714 0.297 15 3.74 1.320 235.714 0.297 20 3.76 1
36、.317 235.179 0.292 25 3.77 1.315 234.821 0.289 30 3.78 1.311 234.107 0.286 35 3.79 1.308 233.571 0.283 40 3.81 1.304 232.857 0.277 45 3.82 1.300 232.143 0.274 50 3.83 1.299 231.964 0.271 55 3.84 1.298 231.786 0.269 60 3.84 1.298 231.786 0.269 65 3.84 1.298 231.786 0.269 75 3.85 1.295 231.250 0.266 8
37、5 3.86 1.287 229.821 0.262 95 3.87 1.286 229.643 0.259 105 3.89 1.278 228.214 0.253 115 3.91 1.268 226.429 0.247 21125 3.92 1.252 223.571 0.241 135 3.94 1.233 220.179 0.233 145 3.96 1.203 214.821 0.223 155 3.98 1.166 208.214 0.212 165 4.00 1.110 198.214 0.198 175 4.02 1.043 186.250 0.183 185 4.04 0.
38、976 174.286 0.167 195 4.06 0.915 163.393 0.154 205 4.08 0.830 148.214 0.136 215 4.10 0.755 134.821 0.121 225 4.11 0.700 125.000 0.111 235 4.12 0.650 116.071 0.102 245 4.14 0.594 106.071 0.091 255 4.15 0.539 96.250 0.082 265 4.16 0.472 84.286 0.071 275 4.17 0.353 63.036 0.052 285 4.17 0.249 44.464 0.
39、037 295 4.17 0.185 33.036 0.027 实验得出预充电阶段时间很短大概在 30s 之内，电池电压很快达到 3V 以上，进行快速充电，快速充电阶段前期也就是前 75 分钟充电电流基本维持在230mA 左右，这段时间可以看出电池电压上升的速度是很快的。快速充电阶段后期当充电电流以比较快的的速度下降时，充电开始由快速充电阶段向恒压充电阶段过渡，此过程电池电压上升的速度稍有减缓。当此过程充电电流下降到快速充电电流的 20%，也就是 50mA，充电就进入恒压充电阶段，该阶段表现为电流变化很快，而电池电压基本维持在额定电压，222324第 3 章 锂离子电池保护电路锂离子电池虽然有
40、使用寿命长、无记忆效应、能量密度高、自放电率低以及单节电池电压高的诸多优点。但是使用锂电池时保护电路必须严格要求，而且对保护电路的精度的要求也是很高的。锂离子电池的保护电路必须要有三种功能：1. 过充电保护：锂离子电池充电过程中电池电压已经达到电池的额定电压，若锂离子电池电压继续上升，则将进入过充电状态。过充电严重时，锂离子电池肯能引燃或爆炸。过充电保护就是电池电压超出额定值时，则切断充电电源，停止充电。2. 过放电保护：锂离子电池没有记忆性，但不能将锂离子电池中的电量全部放完，否则锂离子电池的特性将发生改变，使锂离子电池的寿命缩短。过放电保护就是锂离子电池电压降到 2.5V 时，停止对负载继
41、续放电。3. 过电流保护：锂离子电池在保管和携带过程中，使用者不慎用金属导体接触锂离子电池的正、负极使锂离子电池的正、负极短路或者负载的故障导致流过电池的电流过大，都会造成爆炸和引燃的危险。过电流保护就是检测流过电池的电流，超过限定值时立即停止锂离子电池放电。随着现代便携式电子设备的发展，便携式电子设备在我们的日常生活中的地位越来越高，因此便携式设备的保护电路也是非常重要的，直接影响它的耐用性和实用性。便携式设备出现的大多数故障都是瞬时的，通过在电池端串联一个高分子正温度系数元件（PTC） ，就可以避免因电源适配器不兼容而造成的过电流损坏，下面介绍一下高分子 PTC 热敏电阻。1、PTC 效应PTC 效应就是正温度系数效应，多数金属具有 PTC 效应，PTC 效应表现为电阻随温度的升高而线性增大，这就是线性 PTC 效应。在电池保护电路中我们并不是利用这种线性 PTC 效应，而是另一种叫非线25性 PTC 特性。相当多类型的导电聚合体在很小的温度变化范围内阻值会急剧变化。这对过电流保护电路十分重要，可以在过电流的瞬间快速增大回路电阻以使电流下降。另外高分子 PTC 热敏电阻还有一个重要的特性，就是阻值由于温度变化而产生剧变后，可以恢复其原来的阻值，因此高分子 PTC 热敏电阻可以多次重复使用，又被人们称为自恢复保险丝。
