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２． 研究方案： 在研究目前智能充电器系统的现状基础上，针对当前锂电池智能充电器系统安全系数不高，通用性不高，不能很好的保持电池寿命等问题，拟设计一个基于单片机的智能充电器系统。在考虑充电电池电压水平、最高充电电压、电池温度、电池饱和充电条件、充电电流的稳定性、电流漂移范围等前提下，实现不同充电模式下的智能充电。整个系统由充/放电控制电路、电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路、均衡控制电路、MAX1501、STM32、报警电路、LCD显示电路和串口电路组成。如图1所示： 锂 电 池 充/放电控制 电压检测 电流检测 温度检测 串口 均衡控制 STM32 控制器 报警电路 MAX 1501 LCD显示 图1 充电系统框图 充/放电控制电路用于给充电电池充电和放电。锂离子电池对应不同的充/放电模式。由于电池大小、充/放电电压、充/放电电流不一样，要有不同的充/放电端口对应。 电压检测电路实现的功能是通过检测到的电压与所设的标准值进行比较后做具体处理，从而控制充电过程。 电流检测电路电路实现的功能与电压检测电路类似，即通过检测到的电流与所设的标准值进行比较后做具体处理，从而控制充电过程。 温度检测电路实现的功能是通过温度传感器检测到的温度，判断温度数值是否处在安全范围内，如果超出范围，立即断开电源，从而控制充电过程，保证充电安全。 均衡检测电路能根据算法智能调节充电电压、电流的值，从而保护电池，延长电池
的寿命。 MAX1501用于检测电池的电压、电流。其功能强大，内部电路包含输入电流调节器、充电电流检测器、电压检测器、定时器和主控器。为了防止过充一般充电到90%就停止大电流快充，采用小电流涓流补充充电。一般的，为了使得电池充电充分，容易造成过充，表现为有些充电器在充电终了时电池经常发烫，电池在充电后期明显发烫一般说明电池已过充。采用此芯片与STM32配合使用，能达到很好的效果。 STM32控制电路以STM32为核心组成。STM32是一款功能强大高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用。STM32主控制电路作为整个智能充电器系统的中心，主要完成数据处理、数据分析和 A/D 转换等功能。其中A/D转换器将转换后的模拟信号转换为数字信号以完成数据的处理。 报警电路由LED灯，蜂鸣器等组成。当电池充满后，MAX1501芯片本身会向外接的LED灯发出指令，LED灯会闪烁。但是，为了安全起见，单片机在检测到充满状态的脉冲后，不仅会自动切断MAX1501芯片的供电，而且会通过蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池。 LCD显示电路即状态显示电路由LCD显示模块等组成，通过STM32将充电信息在LCD显示屏上显示出来。主要功能是展示数据、查询数据。LCD显示屏用于实时显示温度、充电量的百分比、电压、电流等数据。要求液晶显示缓存器各个位与液晶的段一一对应，存储位置位则可以点亮对应得液晶段，存储位复位液晶段变暗。段、公共极输出控制能够自动从显示缓存器读取数据，送出相应的信号到液晶屏幕上。，从而能让用户通过显示的数据直观的了解当前充电的状态，从而实现充电的智能化。 本系统具有操作简单，功耗低，人机交互能力强，安全性能高，模式选择方便等优点。在锂离子电池充电领域能有广泛应用。
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指导教师意见： 该同学通过查阅相关资料，基本了解了选题的背景、目的和意义，针对当前锂电池智能充电器系统安全性能，对基于单片机的智能充电器的具体应用及实现进行了综述，重点探讨了基于单片机的智能充电器的设计与实现，为后续的设计奠定了基础。 该同学的开题报告目的明确，设计思路比较清楚，研究方案较为合理，对要解决的问题基本理解。本课题难度适中，工作量符合本科毕业设计的要求。 同意开题。 指导教师：徐美芳 17年2 月 13日