一种高性价比的
11.1V 锂电池充电器设计方案
[导读] 本文给出了一种高性价比的 11.1V 锂电池充电器的设计方案，先是讨论了充电器的
电路结构和软件设计思想，接着介绍了锂电池充电的控制方法：
以 ATmega8 作为控制核心，
对充电过程进行全面管理，通过对充电电流、电压的自动检测与调整，
完成对不同充电阶
段的精确控制及充满后的自动停充，实现了智能化充电。
1.引言
11.1V 锂电池常用于涵道机、固定翼、直升机等航模中，具有放电稳定，工作温度宽；
允许较大的充电电流、充电速度快，仅需
1~2 个小时就可以充满；无记忆效应；自放电率低，
储存寿命长；能量高、储存能量密度大；输出电压高（单节锂电池的额定电压一般为
3.6V，而单节镍氢和镍镉电池的电压只有 1.2V）等优点。但锂电池在使用过程中也存在娇
气的一面。在对锂电池进行充电时要防止过度充电，如果充电电压高于规定电压或充电电流
大于规定电流，就会损坏锂电池或者使之报废。在过充电的情况下，能量过剩锂电池温度上
升，电解液将分解产生气体，使之内压上升而导致自燃或破裂的危险。通常单节锂电池的终
止充电电压为
4.2V，精度控制在±1%之内，充电电流不大于 1C（C 代表充放电速率，1C
代表电池正好在
1 小时内，充满电或放完电所要求的速率）。锂电池在使用时也要防止过度
放电，过度放电会导致电池特性及耐久性变差，可充电次数降低。通常要求放电电流不大于
2C，终止放电电压控制在 2.4~2.7V 左右。
2. 充电电路结构设计分析
锂电池在充电过程中需要控制它的充电电压和充电电流并精确测量电池电压，根据锂
电池电压将充电过程分为四个阶段。每个阶段的需要用不同的电压和电流进行充电，下面以
单节锂电池为例分别说明每个阶段的状态。阶段一为预充电，先用
0.1C 的小电流对锂电池
进行预充电，当电池电压
≥2.5V 时转到下一阶段。阶段二为恒流充电，用 1C 的恒定电流对
锂电池快速充电，点电池电压
≥4.2V 时转到下一阶段。阶段三为恒压充电，逐渐减小充电电
流，保证电池电压恒定
=4.2V，当充电电流≤0.1C 时转到下一阶段。阶段四为涓流充电，恒
压充电结束后，电池已经基本充满，为了维持电池电压，可以用
0.1C 甚至更小的电流对电
池进行补充充电，到此锂电池充电过程结束。
3.充电器的硬件电路设计
本系统主要有微控制器、电压检测电路、电流检测电路、电池状态指示电路和充电控制电
路组成，电路原理图如图
1 所示。