15112136,林坪_开题报告

阳光学院本科生毕业论文（设计）开题报告 专业名称 通信工程 学生姓名 林坪 指导教师 曹金安 学 号 15112136 课题名称 多模式锂电池充电器设计 开题日期 2019.1.4

一、研究背景、概况及意义 随着便携式的电子产品的高速发展，锂电池应用越来越广，优点在于其重量很轻、体积很小、能量密度较大。到目前为止，对笔记本电脑领域来说，锂离子电池已成为其应用的第一选择，手机市场领域也很快成为了锂离子电池的主要市场之一。

然而，锂离子电池的劣势不容忽视，它的不足之处主要是对充电器的要求比较严苛，同时对于保护电路的要求也很高。为了可以更加有效地应用电池的容量，充电的时候需要把锂离子电池---直充电到最大电压，然而，过度充电会造成锂电池寿命缩短，进而形成对电池的损坏。除此以外，当锂电池的电压过低时，需要对其进行预充电。对于防止过度充电而言，除了进行电压检测之外，检测电池温度以及检测充电电流等辅助方法也可用来防止过度充电，进而为锂离子电池提供附加的保护。

由此可见，锂离子电池能不能够继续推广它的应用，关键在于能不能够做到既安全又高效的充电控制。现如今，花样繁多的便携式电子产品层出不穷，人工智能和穿戴式设备发展也愈发迅猛，锂离子电池必然会有愈发广泛的应用和普及，如移动电源、平板电脑、二合一笔记本电脑等等,对于这些电子产品而言，锂电池通常是它们不可或缺的重要部分，因此，锂电池充电器的市场潜力巨大，如果可以设计出一款充电精度高、充电速度快、充电性能优良的多模式锂电池充电器，那么将不仅具有极强的市场竞争力，而且对于国内模拟集成电路方面的技术进步及今后的电子产品发展都是大有裨益的。

二、研究主要内容 1．电池电压的检测 为了可以更加有效地应用电池的容量，充电的时候需要把锂离子电池---直充电到最大电压，然而，过度充电会造成锂电池寿命缩短，进而形成对电池的损坏。除此以外，充电过程中电压电流的调控都基于电压变化的判定，故而对锂电池电压的检测对此任务至关重要。

2．充电模式的选择 锂电池充电方式有以下几种:预充涓流充电、恒定电压充电、恒定电流充电。当电池电压较低时，为防止电流太大充电损坏电池，需采用涓流（小电流）充电来对电池进行预充（恢复性充电）；当电池电压上升到涓流充电阀值以上时，需提高充电电流进行恒定电流充电；当电池电压上升到预置值时，恒定电流充电结束，开始恒定电压充电。

3.充电控制设计 在整个充电过程中，需根据电压变化，调节充电流与充电电压，通过单片机内置ADC 利用电阻分压采集处理电池电压，进而控制电源模块调节充电电流与电压实现不同的充电方式。

4．毕业论文的撰写 整个充电模块调试成功后，根据毕业设计的要求撰写毕业设计论文，并寻求指导老师的意见、倾听指导老师的教导。

三、研究步骤、方法及措施 1．收集相关资料：从网上或图书馆收集有关毕业设计的相关材料以及书籍，在阅读的过程中，提取出自己所需的资料，并做好笔记。

2.分析与设计：分析各充电方式的特性以便对不同情况锂电池选择合适的充电方式：

（1）预充涓流充电：锂电池在工作时电压从 2.5V 到 4.2V，当电压小于 2.5V 时，电池放电终止，同时因为放电回路关闭使内部保护电路的电流损耗也降为最低，当然，实际应用中由于不同的内部材质，放电终止电压可在 2.5V-3.0V 范围，当电压超过 4.2V时，充电回路终止，以保护电池安全;而当单体电池工作电压降到 3.0V 以下，我们即可认为过放电状态，放电回路终止，以保护电池安全。拿单体的锂离子电池来说，它的充电方式都包括恒流、恒压充电过程，恒压通常为 4.2V，恒流设置值为 0.1C～1C，虽然大电流的充电会缩短充电时间，但也会造成电池生命周期的缩短和容量的降低，此时采用小电流的预充涓流充电可起到保护电池的作用。

（2）恒定电压充电：这种充电方式是指采用不变的电压对锂电池进行充电。在整个充电的过程中，充电的电流被限制在合理范围内，锂离子电池的电压一直升高，然而，充电的电流一直下降。直到电流下降到--定范围的时候，我们认为电池充电完成。这种充电方法存在的优点是成本很低，但是，缺点很明显，在充电过程刚开始的时候，电池电压和充电电压压差较大，所以，造成充电的电流值较大，这样一来容易损耗电池的使用寿命，再者，当电池充电即将结束的时候，充电的电流已经减小到很低，因此，势必会减慢充电的速度，进而大大延长了充电的时间。

（3）恒定电流充电：此种充电方式是在整个充电过程中，保持充电电流恒定不变的方式，与恒定电压充电方法相对应，恒定电流充电法是在充电的过程中，电池的电压逐渐上升，而电流却保持不变。这种充电方法的优点是，结构简单，充电速度比恒压法要快的多，对于数节锂电池串联而成的电池组很适合。但是，这种充电方法的缺点不容忽视，那就是在充电即将完成的时候，充电电流相对来说比较大，这样会使得电流作用在锂电池内部的电解质上，进而消耗了很对的电能。

3.系统实现：整个系统由单片机模块、电流检测模块、电源模块与液晶显示模块组成，通过电阻分压采集电压控制实现不同充电模式。整个系统实现对锂电池的电压电流等参数的检测，合理分配利于保护锂电池的充电模式，并具备当前充电模式显示功能。

4.系统测试：对系统进行调试，测试每个功能模块，发现问题解决问题。

四、研究计划进度 1.2018 年 12 月 24 日——2019 年 1 月 4 日（第 1 周-第 2 周）：

开题阶段：查阅相关的文献资料，深入了解课题背景，整理资料，初步确定系统的总体方案，完成开题报告，构思整体框架设计的方案。

2.2019 年 1 月 7 日——2019 年 1 月 13 日，2019 年 2 月 21 日——2019 年 4 月 7日（第 3 周-第 10 周）：

设计实现阶段：要求学生进行需求分析，先搭建系统平台，再分模块开展设计与实现。最后进行测试，检验系统完善性。了解各个程序中实现的功能，画出流程框图。同时进行中期检查。

3.2019 年 4 月 8 日——2019 年 4 月 28 日（第 11 周-第 13 周）：

论文撰写及完善设计阶段：进一步完善设计并调试，认真解读论文撰写规范，拟定论文大纲，撰写论文并修改定稿。

4.2019 年 4 月 29 日——2019 年 5 月 5 日（第 14 周）：

准备答辩阶段: 进行论文格规范式审查与查重，根据审查结果进一步修改完善，制作 PPT 准备答辩相关事宜。

5.2019 年 5 月 6 日——2019 年 5 月 17 日（第 15 周-第 16 周）：

答辩及文档整理归档阶段：进行论文答辩，按规范要求进一步修改完善毕业设计论文及其他文档并归档。

五、参考文献 [1] 锂硫电池硫基正极材料与电解液研究[D].中南大学电子信息系,2014.[2] 肖丽荣,刘志刚.锂电池充电方法研究[J].电子制作,2015:44-45.[3] 范雪,张爱良.智能锂电池充电的设计与实现[D].无锡工艺职业技术学院电子信息系,2018.[4] 杨海良,俞龙.STM32 微控制器程序保护方法[J].电子设计工程,2016:189.[5] Keson Jacktion.Single-Chip Microcomputer Design.[J].Journal of Beijing Vocational&Technical Institute of Industry,2017,12(8):07-09.[6] 裴洪昌.C 语言在 KEIL 软件中的应用规则[D].上海:上海交通大学软件工程专业，2014.[7] 黄海.浅谈单片机的应用[J].科技创业月刊,2015(5):121-122.[8] 王贵刚.微型电源模块的研制[J].电源技术应用,2014(6):25-29.[9] 张心怡,官文亮,梅政,李刚.电流信号检测装置[J].电子制作,2018:64-66.[10] 王伟.一种新型移动电源管理芯片的研究与设计[D].贵州大学电子信息系,2017.指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量的意见及开题是否通过）：

多模式锂电池充电器的设计，就是通过对电池电压的检测，分别对充电电池过程进行涓流预充、恒流、恒压三个阶段进行控制，充电过程不同阶段不同的充电方式，实现锂电池的快速充电与电池保护。该课题有一定意义和应用价值，其技术路线比较合理, 任务适中，满足本科毕业设计的要求，同意开题。

通过 ☑ 完善后通过 □ 未通过 □ 指导教师签名：

2019 年 1 月 4 日 日 系主任意见：

签名：

年 月 日 日 注：开题报告用 A4 纸打印装订在毕业论文（设计）任务书后，学生可根据开题报告的长度加页。

开题是否通过请指导教师在 □ 内打“√”。

开题报告,,林晓辉

开题报告李林欢-最终

林-陈同峰,,开题报告

林——刘彦珂通过开题报告

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