用帶2KB閃存的80C51基微控制器設計離線鋰離子電池充電器(04-100)

　　工程師可以采用恰當組合外設和閃存的合適8位微控制器來設計離線鋰離子電池充電器，這是一個相當不錯的選擇。 集成2KB閃存和合適外設的80C51基微控制器所提供的解決方案并不昂貴。集成的閃存還能簡便有效地調試應用碼，如果必要的話，還可現場升級軟件。

　　由于設計領域已經廣泛接受并熟悉了80C51，軟件/硬件開發便可以加快進行。這一方法的另一優勢在于，眾多廠商提供了一系列強大而
經濟的應用開發工具。考慮到成本、設計效率和安全的電池充電的重要性，基于微控制器的解決方案的諸多優勢便不言而喻。 

　　外設集成

　　離線鋰離子電池充電器設計的益處體現在2個方面。微控制器集成了一個內部振蕩器，節省了外部振蕩器的器件成本及其PC主板的封裝形式；內部振蕩器改進了系統啟動時的穩定性。

　　4通道模數轉換器是設計工程師應集成到芯片上的另一個頗具價值的外設。 它不僅能節省外部模數轉換器成本，還能用于監測充電電壓、電流及電池溫度，這些都是安全電池充電操作的重要參數。

　　本文介紹的用于設計的微控制器－飛利浦半導體的P89LPC916 —不僅集成了這些功能， 同時包含高性能的處理器架構，能在2個時鐘中執行指令，這樣可以將性能提高至標準80C51器件的6倍。定時器0很容易配置，用于脈寬調制(PWM)輸出，使裝配和使用PWM功能變得簡單。

　　電池充電的基本原理

　　該設計方案是專門針對放電電壓為3.6 V、電壓極限為4.2 V、額定容量為700-750mAh的鋰離子電池的充電方案。

　　充電分為3個階段：預充階段、恒流充電階段和恒壓充電階段。

　　如果電池的電荷很低，只能產生很低的輸出電壓，預充階段則必不可少。這種情況下，必須采用低電流充電，以保護電池。如果電池已經可以產生很高的電壓(大于3V)，就可以安全地省略預充階段。當然，大多數情況都是如此。

　　能量大多數是在恒流充電階段和恒壓充電階段由充電器流入電池的。特定電池允許的最大充電電流由電池的額定容量決定。例如，額定容量為700mAh的電池，可以使用350mA到400mA的電流進行快速充電。

　　就鋰離子電池而言，微控制器必須維持電池的默認充電電壓，同時還要監測充電電流，以確定電池何時充滿，結束充電。

　　溫度監測可以保證安全的充電流程，因為只要電池達到充滿狀態，所有多余的電能都會轉化為熱能。盡管微控制器必須在原有性能之上增加溫度監測功能，然而目前市場上大多數鋰離子電池都已經具備了過充保護功能，因此，溫度監測盡管必不可少，卻很少應用。