用太阳能电池供电的锂电池充电管理集成电路的设计

本课题研发成功了一款具有自主知识产权的集成电路芯片,该集成电路主要用于使用太阳能电池为锂电池充电的领域。其主要功能包括：利用太阳能电池对锂电池进行恒流/恒压充电;充电的过程中实时监测电池的温度,监测输入/输出电压,以保证安全有效的对电池充电;充电状态自动控制功能;芯片温度调制电路;根据太阳能电池的输出电流能力自动调整充电电流的功能。该芯片还具有集成度高,应用电路简单等优点。     

11.1V锂电池充电器设计

本文介绍了锂电池充电的控制方法,讨论了充电器的电路结构和软件设计思想。该设计以ATmega8作为控制核心,对充电过程进行全面管理,通过对充电电流、电压的自动检测与调整,完成对不同充电阶段的精确控制及充满后的自动停充,实现了智能化充电。     

一种具有高温保护的三段式充电控制电路

锂电池由于寿命长、容量大、质量轻等优点而应用广泛,但过充和高温都有可能对电池造成极大破坏,因此对锂电池的充电保护设计变得尤为关键。基于Cansemi 0.18μm MIXS 5 V工艺,通过多参量共同作用来调节p沟道金属氧化物半导体(PMOS)管栅极电位,以实现涓流、恒流、恒压三段式充电设计。本设计具有高温调节与保护功能,在高温充电环境下,随着温度的升高,充电电流逐渐减小。直至温度达到门限温度,充电回路彻底关闭,避免了锂电池在高温环境下依然保持大电流充电的情况。仿真以及流片测试结果表明所设计电路能实现三段式充电方式,电池能被充至4.185～4.206 V,精度达到±0.4%以内,且能够实现高温控制与保护功能。     

具有GPS功能的户外便携式太阳能充电器的设计

针对人们的户外作业和生活充电需求,设计了一种可以实时定位的户外便携式太阳能智能充电器。该系统以MSP430单片机、CN3063、S-8261为核心,自动在涓流充电、恒流充电及恒压充电间切换充电方式,集成GPS功能,可实时显示用户方位信息、当前时间及充电进度。经实际软硬件测试,该系统可以为锂电池安全充电,有智能安全、低功耗、光线影响小、户外便携、高实用性等特点。     

恒流/恒压充电方式的锂电池充电器芯片

提出了一种基于恒流-恒压(CC-CV)充电模式的锂电池充电器.在CC-CV充电模式下,充电器先给电池提供大的充电电流;在电池电压尚未到达饱和之前,充电电流便开始减小;电池电压达到饱和并保持恒定之后,充电电流进一步减小.这种充电方法,能够避免在电池电压的饱和值附近仍对电池进行大电流充电,从而导致过热现象.对这块充电器芯片核心电路的创新设计,保证了这种CC-CV充电模式的实现.本芯片采用CSMC公司0.6μm的CMOS工艺流片.测试结果验证了本文提出的CC-CV充电模式的实现.充电完成后,锂电池电压为4.1833V.     

基于SPCE061A的智能型充电器

基于16位单片机SPCE061A设计了数控充电电源,采用大功率场效应管IRF640作为恒流源调整管,实现电压线性控制电流.该电源能够实现恒流快充电、慢充电和恒压充电,并能自行切换,能对当前充电电压和充电电流以及电池状态实时检测并显示其信息.通过温度传感器实时监测充电过程中的温度变化,具有过热保护和自动恢复充电的功能.工作状态和参数由液晶显示,人机界面友好.     

基于ASC8511的电源管理系统

摘要：锂电池已成为便携式设备的首选电源,电源管理系统的性能影响到便携式设备是否能够可靠地工作。本文对锂电池充电管理芯片ASC8511的性能进行了详细的测试,设计了基于ASC8511的电源管理系统,该系统可选择电源适配器、USB接口、太阳能电池板供电,智能选择恒流充电电流,可配置系统输出电压为多种便携式设备供电。     

恒流/恒压充电方式的锂电池充电器芯片

提出了一种基于恒流-恒压(CC-CV)充电模式的锂电池充电器.在CC-CV充电模式下,充电器先给电池提供大的充电电流;在电池电压尚未到达饱和之前,充电电流便开始减小;电池电压达到饱和并保持恒定之后,充电电流进一步减小.这种充电方法,能够避免在电池电压的饱和值附近仍对电池进行大电流充电,从而导致过热现象.对这块充电器芯片核心电路的创新设计,保证了这种CC-CV充电模式的实现.本芯片采用CSMC公司0.6μm的CMOS工艺流片.测试结果验证了本文提出的CC-CV充电模式的实现.充电完成后,锂电池电压为4.1833V.     

多功能车用智能充电电源控制系统

多功能车用智能充电电源系统有充电、展厅和编程电源三种工作模式。系统采用Atmega32单片机作为系统的控制芯片,开关电源作为系统的充电电源,通过对实时充电电流和充电电压的监测,驱动功率器件,实现不同工作模式下对电压电流不同需求。     

基于MPPT技术的光伏充电系统设计

储能设备充电系统是光伏发电系统的一个重要环节,其充电方法的选择对充电效果起决定性作用。文中设计了一种以STM32为主要核心处理器的充电系统,采用与MPPT算法相结合的新型智能充电方法对锂电池进行充电,此方法既可有效提高锂电池充电效率,又可防止电池过充。同时,具有过放电、过流、短路、温度保护及温度补偿等保护功能。     

高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法。结果表明,该方法不仅可以实现传统锂电池多阶段恒流充电效果,而且节省了62.9%的光能,系统转换效率提高了62.96%。该结果对研究高效率激光无线能量传输系统是有帮助的。     

间歇-正负脉冲蓄电池快速充电方法的研究

目前影响锂离子电池充电速度的关键问题之一是如何消除或减小充电过程中的极化现象。传统的快速充电法中使用比较广泛的是多阶恒流脉冲充电法,主要采用正脉冲、停充等方式来减小或消除极化效应,在一定程度上提高了充电速度,但效果不够理想。提出的间歇-正负脉冲充电法,首先依据析气点电压和极化电压监测蓄电池极化状况,然后采用两种模糊控制器,分别确定间歇-正负脉冲充电法中的正负脉冲宽度,采用交替充电和放电减少或消除充电过程中的极化现象。实验证明,间歇-正负脉冲充电方法比传统的采用停充方式的多阶恒流脉冲充电法充电速度提高了33.3%,充电效率提高了5.1%,温升降低了57%。     

基于田口法的锂电池快速充电方法分析

基于锂电池的工作原理及充放电的特点,为平衡锂电池的充电效率,消除其极化关系。通过正交实验优化以及建立模糊控制器得出五阶电流的优化值、去极化脉冲的幅值以及正负脉冲的间隔时长,最终消除极化负脉冲产生的宽度以及时机,从而实现锂电池的快速充电,并通过实验对该方法进行验证。研究结果表明：所研究的基于田口法的锂电池快速充电的方法有效,相比传统方法速度提升8.89%,效率提升0.6%,发热量降低17.6%。     

宽电压输入智能光伏充电控制系统

设计一款具有最大功率点追踪功能的宽电压输入智能光伏充电控制系统。系统采用恒压法和小步长扰动观察法相结合的方式,实现最大功率点的跟踪控制,通过对充电电压、充电电流及蓄电池表面温度的检测,智能地选择快速脉冲充电、浮充充电、自动停止充电等工作模式,使充电过程始终处于安全状态。实际运行结果表明：该系统可在5～26V的输入电压范围内正常工作,充电过程精确可控。     

锂电池组储能的混合动力RTG系统设计

锂电池组与柴油机构成的混合动力起重机系统是港口节能减排的一项重要技术。针对起重机再生制动能量的回收,设计了双向DC-DC变换器来实现锂电池组储能系统的两种工作模式(再生制动模式和锂电池组放电模式);对双向DC-DC变流器升压工作方式设计了双闭环控制器,降压工作方式设计了电流环和电压环两种控制器,并进行了对比,从而实现了对锂电池组储能系统充、放电过程和不同运行模式间切换过程的控制。运用PLECS搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,在制动能量回收过程中,采用电压环控制器可以实现较高效率的制动能量回收。     

基于BQ77PL900的多节锂电池充放电管理系统

因多节锂电池充放电管理要求严格,如电池电量平衡、过流/短路保护、欠压保护、过温保护等。故针对多节锂电池充放电管理要求,设计了一种基于BQ77PL900的充放电管理系统,采用PIC18LF4520作为核心处理器,并给出了详细的系统软、硬件设计。实验结果表明,该电路能够完成10节电池的充放电管理,达到了预期的设计要求。     

基于耗尽型工艺的锂电池充电保护芯片设计

提出了一种基于耗尽型工艺的单节锂离子电池充电保护芯片设计。阐述了此芯片的设计思想及系统结构,并对芯片关键电路的独特设计方法及原理进行了详细分析,特别是基准电路和偏置电路,利用耗尽型工艺使电路具有非常低的电源启动电压和功耗。在Hspice中仿真了采用0.6μm的n阱互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制作全局芯片的测试结果。验证了此芯片具有过电压检测、过电流检测、0 V电池充电禁止等功能,可用于单节锂离子电池充电的一级保护。     

电动汽车铅酸蓄电池智能充电及其策略

为提高电动汽车铅酸蓄电池寿命和续航能力,实现蓄电池高效、快速充电,设计了一种智能充电系统。硬件采用DC/DC正激变换电路实现功率的转换,同时以单片机为智能控制核心,并利用DS18B20采集电池温度。软件上根据蓄电池快速充电原理,提出一种分阶段定电流和正负脉冲相结合的新型充电控制策略。利用模块化设计方法,完成各功能模块设计,以及利用数字 PI算法实现分阶段电流恒定。实验证明,采用新型控制策略的智能充电系统对蓄电池进行充电,减少了充电时间,提高了充电效率。