4. 3 V 时 ,电池的化学副反应将加剧 ,会导致电池损

坏或出现安全问题. 所以当电池电压达到 4. 28 V
时 ,比较器 L M139 翻转 ,单片机 P1. 0 采到低电平 ,
控制 P1. 5 由高电平转为低电平 ,使

2 由导通为关

断

从而切断了充电回路

使充电器无法再对电池进

行充电

起到过充电保护作用

而此时由于

2 自带

的体二极管

2 的存在

电池可以通过该二极管对

外部负载进行供电.

在单片机检测到电池电压超过 4. 28 V 至发出

关断

2 信号之间 ,还应有 1 s 左右延时 ,以避免因

干扰而造成误判断.

2. 3 　过供电保护

电池在对外部负载供电过程中 ,其电压会随着

供电过程逐渐降低 ,当电池电压降至 2. 5 V 时 ,其容
量已被完全放光 ,此时如果让电池继续对负载供电 ,
将造成电池的永久性损坏. 电池供电时 ,当电池电压
低于 2. 5 V 时 ,P1. 1 采到低电平 ,控制 P1. 4 由高电
平转为低电平 ,使

1 由导通转为关断

从而切断了

供电回路

使电池无法再对负载进行供电

起到过供

电保护作用

而此时由于

1 自带的体二极管

的存在 ,充电器可以通过该二极管对电池进行充电.
在单片机检测到电池电压低于 2. 5 V 至发出关断

1 信号之间 ,应有一段 100 ms 左右的延时 ,以避

免因干扰而造成误判断.

2. 4 　过电流保护

由于锂离子电池的化学特性 ,电池供电电流最

大不能超过 2 C(C = 电池容量/ h) ,当电池超过 2 C
电流供电时 ,将会导致电池的永久性损坏或出现安
全问题.

电池在对负载正常供电过程中 ,供电电流在经

过串联的 2 个 MOSFET 时 ,由于 MOSFET 的导通
阻抗 ,会在其两端产生一个电压 ,该电压值

×2 ,

为单个 MOSFET 导通阻抗. 负载因某

种原因导致异常 ,使回路电流增大 ,当 2 个 MOS

F ET 的压降

超过正常压降

0. 2 V 时 , P1. 2 采

到低 ,P1. 5 由高电平变为低电平 ,使

1 由导通转

为关断

从而切断了供电回路

使回路中电流为零

起到过电流保护作用

在检测到过电流发生至发出

关断

1 信号之间 ,也有一段为 13 ms 左右延时 ,以

避免因干扰而造成误判断.

2. 5 　短路保护

电池在对负载供电过程中 ,若回路电流大到使

> 0. 9 V 时 ,则判断为负载短路 , IN T1 采到

低 ,系统进中断 ,控制

1 由导通转为关断 ,从而切

断供电回路 ,起到短路保护作用. 短路保护的延时时
间极短 ,通常小于 7μs. 其工作原理与过电流保护类
似 ,只是判断方法不同 ,保护延时时间也不一样.

　软件设计

过充、

过放和过流保护采用查询方式 ,一个程序

周期内查询一次即可 ,短路保护采用中断方式 ,如果
电池发生短路 ,立刻进入中断处理程序 ,关断

1 ,

实现对电池的及时保护 ,软件流程图如图 2 所示.

图

　软件流程图

　调试中注意的问题

(1) 电阻的选择

设计中通过调节电阻的阻值来设定比较器的翻

转条件 ,但是电阻阻值本身存在偏差 ,影响电压采集
的精度 ,所以在电阻的选择上要选择高精度、

大阻值

的电阻 ,来减小误差.

(2) 过充电保护后的供电保护

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光　电　技　术　应　用　　　　　　　　　　　　　　　第

卷