CC-CV曲線包括以下幾個階段：

　　

1. 預充

2. 激活

3. 恒流

4. 恒壓

　　

充電開始為預充階段，以檢查電池狀況是否良好。在此階段中，通常給電池提供電池容量5%到15%的少量電流，如果電池電壓上升到2.8V以上，則認為電池狀況良好，可以進入到激活階段。在此階段中，給電池提供相同的電流，但會持續更長的時間。當電池電壓上升到3V以上
，則啟動快充，並提供等於或低於電池容量的恒定電流。

 

當電池電壓上升到完全充電電壓(4.2V) 時或出現超時情況(不管哪一種情況先出現)，hengliujieduanjieshu。dianchidianyadaodawanquanchongdiandianyashi
，chongdianjinrudaohengyajieduan，qiedianchidianyabaochihengding。yaozuodaozheyidian
，chongdiandianliubixusuizheshijiandetuiyierjiangdi。zheyijieduandechongdianguochengxiangbiyuqitachongdianjieduaneryansuoxudeshijianzuichang。zaizhegeguochengzhong，dangchongdiandianliujiangdao“結束電流”限度以下，通常為電池容量的2%，則電池充滿

，充電過程結束。請注意，充電過程中每個階段都有一個時間限製，這是一個重要的安全特性。

 

圖1：鋰離子電池充電曲線

 

為wei了le實shi施shi這zhe一yi充chong電dian曲qu線xian，必bi須xu隨sui時shi了le解jie電dian池chi電dian壓ya和he充chong電dian電dian流liu。此ci外wai，還hai要yao檢jian查zha電dian池chi的de溫wen度du。因yin為wei在zai充chong電dian時shi，電dian池chi往wang往wang會hui變bian熱re。如ru果guo溫wen度du超chao過guo電dian池chi的de規gui定ding限xian額e，就jiu可ke能neng對dui電dian池chi造zao成cheng損sun害hai。

　　

就電池充電器的實現方案而言，用戶可有兩個選擇。一是采用專門的電池充電器IC

，二是采用更加通用的微控製器。第一種方案能快速解決問題，但其可配置性和用戶界麵選項(LED指示燈)有限。第二種方案采用微控製器，設計的時間會稍微長一些，但能提供可配置性選項，並且還能集成其它功能，如電池充電狀態(SOC)計算以及通過通訊接口向係統中的主機處理器發送信息等。此外
，微控製器不能提供充電器所必需的電源電路係統，而且還需要外部BJT或MOSFET。不過這些電源組件的成本相比於微控製器或專門的充電器IC 而言要低得多。

　　

　　

我(wo)們(men)從(cong)充(chong)電(dian)曲(qu)線(xian)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，單(dan)節(jie)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)需(xu)要(yao)可(ke)控(kong)的(de)電(dian)流(liu)源(yuan)。電(dian)流(liu)源(yuan)輸(shu)出(chu)應(ying)當(dang)根(gen)據(ju)電(dian)池(chi)狀(zhuang)態(tai)而(er)改(gai)變(bian)。考(kao)慮(lv)到(dao)上(shang)述(shu)要(yao)求(qiu)，基(ji)於(yu)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)實(shi)施(shi)方(fang)案(an)需(xu)要(yao)以(yi)下(xia)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)：

　　

1. 電流控製電路

2. 電池參數(電壓、電流
、溫度)測量電路

3. 充電算法(用於實現CC-CV充電曲線)

　　

方案框圖如下所示：

 

 

圖2：鋰離子電池充電器框圖

　　

dianliukongzhidianlukecaiyongdianyayuanhedianliufankuijishujinxinggoujian。qigongzuoyuanlileisiyudianxingdefufankuikongzhixitong。yunxuchongdiandianliutongguoxiaodianzuyihuodefankui，congerchanshengyidingdedianya。

 

電壓源可采用兩種方法進行創建：

　　

1. 線性拓撲結構

2. 開關：降壓或升壓拓撲結構

　　

線性拓撲結構采用線性模式的串聯導通元件(BJT或MOSFET)，如圖3所示。

 

 

圖3：線性拓撲結構

　　

通過控製串聯導通晶體管Q1的偏置實現對充電電流的控製。可使用數模轉換器(ADC)或脈寬調製器(PWM)配合外部RC低通濾波器來控製偏置。線性方法適用於充電電流(<1A)較低的情況，因為串聯導通元件會麵臨功率消耗問題。

　　

開關拓撲結構本身具有低功耗的優勢
，能實現較高的充電電流。基於開關降壓調節器的充電器如圖4所示。

 

 

圖4：開關降壓調節器拓撲結構

　　

充電電流由驅動MOSFET的PWM占空比而設定。

　　

電池參數測量電路：反饋信號需要使用ADC進行測量
，目前大多數微控製器均可提供ADC外設。在圖3和圖4中，我們看到了如何獲取電池電壓和電流反饋。然而，這些差分信號需要差分ADC進行測量，而通常在微控製器中采用的是單端ADC。圖4和圖5所示的電路通過讓微控製器接地和電源接地不同，可方便地加以修改
，從而為電壓、電流和溫度等所有3個參數生成單端信號。

 

 

圖5：采用單端ADC進行測量

　　

電池負端可作為微控製器接地，這就讓電壓
、溫度和電流反饋可參考微控製器接地，並能進行單端ADC測量。對於電流反饋而言，正偏移電壓需要引入，而反饋電壓在電池充電時將為負。如圖5所示，電阻R3和R4提供了所需的偏移電壓。

　　

充電算法：這一行為將結束環路。CPU讀取ADC以獲取電壓
、充電電流和溫度讀數
，並根據充電曲線控製PWM占空比。CPU監控ADC結果與控製PWM的速度取決於環路響應時間和CPU帶寬消耗二者之間如何平衡。

 

ADC參數和PWM分辨率：ADC分辨率和精確度以及PWM分辨率是在設計電池充電器時應考慮到的重要參數。ADC分辨率定義了輸入電壓測量的精度(這裏是指反饋電壓)。PWMfenbianlvzedingyilegaibianshuchuxinhaozhankongbidejingdu，zhejineryoujuedingledianliukongzhidianludeshuchudianya。lilizidianchichongdianshi
，dianchidianyaxuyaoshixianzhunquehegaojingdudekongzhi。dangdianchidianyajiejinchongmanzhuangtaishi
，zheyidianjiuxiandeyouweizhongyao。kekongxingqujueyuADC分辨率
、測量的準確度以及占空比變化的細粒度。

　　

圖5給出了采用賽普拉斯CY8C24x23 PSoCqijianshishidechongdianqijiagoushili。weikongzhiqiyutongyongshuzihemonimokuaipeiheshiyong，kepeizhiweitedingdedianlugongneng。julilaishuo
，chixushijianmonimokuaikeyonglaishishikebianchengzengyifangdaqihebijiaoqi。kaiguandianrongmonimokuaizeyouduozhongbutongyongtu
，baokuolvboqi、數模轉換器(DAC)和模數轉換器(ADC) 等。數字基礎模塊可用來實施PWM
、計數器、定時器和緩衝器，而數字通訊模塊則可用來實施SPI、UART
、IrDA RX和TX等通信接口。此外
，該器件還可提供I2C模塊，可用作為主設備或從設備。

　　

圖6所suo示shi為wei單dan節jie電dian池chi充chong電dian器qi應ying用yong的de器qi件jian資zi源yuan消xiao耗hao情qing況kuang
，我wo們men看kan到dao還hai有you足zu夠gou的de數shu字zi和he模mo擬ni模mo塊kuai能neng夠gou實shi施shi其qi它ta有you用yong的de功gong能neng
，這zhe就jiu為wei係xi統tong提ti供gong了le更geng多duo的de集ji成cheng選xuan項xiang
，從cong而er有you助zhu於yu降jiang低di係xi統tong成cheng本ben和he大da小xiao。

 

 

圖6：采用PSoC 1 (CY8C24x23)的實施方案