带模拟电路电量指示的移动电源设计(3)

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对于锂离子电池来说，要想对它满充，必须采用两步充电的方法。在第一个周期内，采用恒流充电方式，讲每个电池的电压提升到4.1V(4.2V)；接下来采用恒压充电方式，恒压充电方式会让充电电流减小到额定电池电流的3%，使其抵消电池和保护电路的自放电，这种充电方式又被成为top-off。要控制锂离子电池或电池组的充电或放电，设置保护控制模块（PCM）是必须的。

当采用恒流充电方式时，电池具有高的充电效率，可以很方便地根据充电时间来决定充电是否中止，也可以改变电池的数目。充电器电源的电压通常会波动，充电时需要一个恒流电源，不过由于直流恒流电源的成本问题，实际应用中较为广泛地采用准恒流充电电源。

为了提高锂电池的使用寿命，电池保护电路必须时时刻刻监测电池电量及放电电流，在电池过度充电、过度放电、放电过电流甚至短路情况下，切断充放电回路，从而起到保护电池的作用。

1.4 研究移动电源电量指示的意义

我们知道，移动电源它既有充电的过程，也有放电的过程。针对锂离子电池来讲，在过充电状态下，电解质会被分解，使得电池内部的温度和压力上升；在过放电状态下，负极中的电解材料---铜会熔化而造成内部的短路，使得温度升高；在外部电路短路或放电电流过大时，由于高内阻的特性，电池内部功率消耗增加，温度也会上升，可能会引起电解液的氧化或者分解，导致电池的寿命缩短。所以，这时我们需要一个指示电量的电路来防止上述情况的发生。

1.5 本论文主要工作

本论文用四运放模拟电路来实现LED电量指示这一功能，研究内容基于完整的移动电源进行整体设计，包含了移动电源内部对锂电充电电路，过压，过流，短路保护，同时支持双路USB5V/2A输出，以满足同时给手机及IPAD充电的需要。源:自~751·论`文'网·www.751com.cn/

论文的主要工作是研究移动电源电路的电量指示，论文的主要内容安排如下：

第一章介绍了移动电源，移动电源的电池，锂离子电池保护电路以及研究移动电源电量指示电路的意义。第二章介绍LED电量指示电路的工作原理，电路结构，以及电池保护电路的工作原理。第三章给出电路的仿真结果。

2.移动电源相关电路的原理

本文所叙述移动电源均是锂离子电池电源，移动电源在工作过程中，涉及到给锂离子充电，这时需要一个充电控制电路，也涉及到锂离子放电的过程，需要一个DC-DC升压电路。一个电池电量显示电路也是必须，可以让用户得知电池剩余的电量，以便及时充电。当然，不管充电还是放电，电池的保护电路是不可少的。

为了满足锂离子电池充电的要求，性能良好的锂离子电池充电器IC内部由下述几部分组成：电源电路（它由开关型或线性电源组成）包括恒流源(其精度一般为5%左右)及恒压源（0.75%--1%的精度）；电流限制电路（可由用户外设一个电流检测电阻来设定）；电池电压检测电路；电池温度检测电路；充电器指示电路（一般由LED来指示）；安全定时器电路；基准电压源（高精度）、多个电压比较器及逻辑控制电路、关闭控制电路等