电池保护电路的芯片设计

电子科技 2006年第10期（总第205期）

锂电池保护电路的设计

邓绍刚，汪 艳，李秀清，黄合宝

（中国电子科技集团公司 第十八研究所，天津300381）

摘 要 详细介绍了采用PIC16C74单片机为控制核心的锂离子电池（7串电池组）保护电路的硬件、软件设计。利用PIC16C74单片机强大的判断和逻辑运算能力及软件的灵活性，实现了对锂离子电池工作状态的检测，及对锂电池的防过充电、防过放电及防止过电流功能。

关键词 锂离子电池；单片机；A/D转换 中图分类号 TM911

Design of a Lithium-ion Battery Protection Circuit

Deng Shaogang, Wang Yan, Li Xiuqing, Huang Hebao

(Tianjin Institute of Power Sources, Tianjin 300381, China)

Abstract This paper deals mainly with the hardware and software design of the protective circuit for lithium-ion batteries (7 in series),whose control center is PIC16C74. By making full use of the powerful judgment and logic calculation of PIC16C74 as well as the flexible software, this paper tests the working condition of the lithium battery and realizes the protection performance of overcharge, overdischarge and over current.

Keywords Lithium-ion battery; micro controller unit; A/D conversion

近年来，便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。锂离子电池由于其具有高能量密度、长寿命、低自放电率、无污染等特性，迅速成为市场的主流电池产品。

为了防止电池出现过充电或过放电状态、保证电池的安全性能和避免出现电池特性恶化现象，必须在锂离子电池组中安装保护电路。为此目前国外很多芯片公司研制出分别适用于1～4只串联数的锂离子电池保护芯片，其功能完善，电路结构简单，在很多电池保护电路中获得广泛应用。但是对多串，如果采取联数（如7～10只单体串联的电池组）

目前市面上的集成电路芯片来制作保护电路，存在保护电路功能比较单一，使用上不够灵活的缺点。为此，我们设计了一种以单片机为核心的电池保护电路。由于单片机具有运算功能强大、软件编程灵活等特点，以其为核心的保护电路也由此具备了功能多元化，使用灵活，尤其是其功能的可扩展性的

收稿日期：2006-06-19

作者简介：邓绍刚（1972—），男，工程师。研究方向：锂离子电池充电和保护电路方向，以及电源变换技术。

突出优点。

1 锂离子电池及其保护电路概述

锂离子电池与其他类型如镍镉、镍氢等电池相比较，锂离子电池具有以下几项特点：

（1）能量密度高。 （2）循环寿命长。 （3）自放电率低。 （4）环境温度影响小。 （5）无“记忆效应”。 （6）无环境污染[1]。

锂离子电池的额定电压为3.6V。充电的终止充电电压与电池阳极材料有关：石墨的4.2V；焦炭的

4.1V。锂离子电池的放电终止电压为2.25～2.7V。高于终止充电电压及低于终止放电电压时都会对电池造成损害[2]。 1.1 需要保护电路的原因

尽管锂离子电池具有上述诸多优点，但必需防止过充电、过放电和短路。过充电、过放电或短路状态，都能因电解液分解而导致电池特性恶化，可

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