基于AVR的鋰電池智能充電器的設計與實現

　　3.2.5 按鍵與顯示

　　充電器的功能按鍵響應由ATtiny261的外中斷來實現，與LED顯示相配合可獲知池放電狀況，并提醒系統即將終止。系統充放電的每個狀態都與相應LED顯示對應。可根據電壓檢測判斷是否有電池裝入及提供電池短路保護，并給出LED報警信號。

　　3．3保護電路

　　由于鋰電池的化學特性，在使用過程中，其內部進行電能與化學能相互轉化的化學正反應。但在菜蝗條件下．如對其過充電、過放電和過電流將會導致電池內部發生化學副反應，該副反應加劇則會嚴重影響鋰電池的性能與使用壽命，甚至會引起爆炸而導致安全問題，因此鋰電池保護電路顯得至為重要。

　　如圖3所示，該電路選用精工的多節鋰電池保護芯片S8233構成，可對電池電壓和回路電流進行有效監測，并通過對MOS管FET-A或FET-B的控制在某些條件下關斷究、放電回路以防止對電池發生損害。與其它電池保護芯片如S8254相比較，S8233還可通過外接MOS管FET1，FET1及FET3來保證鋰電池組的充電平衡，這是其它類似芯片所不具備的優點。通過單片機對S8233芯片CTL端子的控制，可實現對鋰電池的故障保護。　　

　　4 軟件設計

　　系統軟件采用匯編語言編寫，并在AVR Studio4環境下編譯調試完成。整個系統軟件內充電主程序和中斷服務子程序組成。主程序主要完成系統、變量及看門狗定時器的初始化．控制系統實現充電功能。單片機完成初始化后，根據電池狀況判斷應該進入哪一個充電階段，然后通過AD采樣與中斷響應完成PWM的調整，實現相應階段的控制。主程序流程見圖4。程序中通過AD中斷子程序來改變PWM占空比，定時中斷子程序來控制最大充電時間，外中斷來判斷電池組放電狀態。

圖4 主程序流程

　　5 實驗測試結果

　　實驗中采用750mA恒流對3節1500mAh的鋰電池組進行充電，充電電流．電壓測試曲線如圖5所示。實驗結果她示，由單片開關電源實現AC-DC的轉換，通過ATtiny261與S8233保護芯片的相互配合與控制所實現的鋰電池充電器，滿足了3節鋰電池組的充電要求，取得了較好的充電效果。

圖5 電池充電測試熱線

　　6 結束語

　　由于AVR ATtiny261良好的性價比，使得產品的智能性與應用性大大提高，且縮短了開發時闊．降低了開發成本。并且，系統采用綜合控制的軟件算法，避應了不同型號及容量的鋰電池需求機電路集成度高，結構簡單，性能可靠，經濟輕便，具有很大的實用價值。此外，在系統現有功能實現的基礎上，充分利用ATtiny261的片內外資源，通過其所具有的12C通信功能，可以很方便的升級為智能電源管理系統，直接成用于各種便攜式電子設備。

　　本文作者創新點：采用PWM控制的單片開關電源實現充電，大大提高系統效率；基于AVRATtiny261的控制核心搜綜合控制的軟件算法，使系統控制更加靈活，便于進一步升級開發。