常见的可充电电池包括镍氢电池、镍镉电池、锂电池和聚合物电池等。其中锂电池以其高的能量密度、稳定的放电特性、无记忆效应和使用寿命长等优点得到广泛应用，目前绝大多数的手机、数码相机等均使用锂电池。电池的使用寿命和单次循环使用时间与充电器维护过程和使用情况密切相关：一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当而造成的记忆效应，即电池活性衰退现象。

单片机电路

单片机芯片为 Atmel 公司的 AT89C52，B1 为蜂鸣器，单片机的 P2.0 口输出控制光耦器件，可以在需要时及时关断充电电源。

图 2　52 单片机电路原理图

充电电路控制模块

充电状态输出引脚 /CHG 经反相器 74LS04 后与单片机的 P3.2 口连接，触发外部中断。PNP 为 P 沟道的场效应管或三极管；D1 为绿色发光二极管，处于通电状态时亮；D2 为红色发光二极管，电源接通时亮。R1 是设置充电电流的电阻，阻值为 2.8kΩ，设置最大充电电流为 500mA；C2 是设置充电时间的电容，容值为 100μF，设置最大充电时间为 3h。

图 3　充电电路控制部分

锂电池智能充电器的功能

充电器需要完成预充、快充、满充、断电和报警等功能，这些功能主要依靠智能充电管理芯片 MAX1898 内置的充电状态控制和外围单片机 AT89C52 的控制共同实现。

预充：在安装好电池后接通输入直流电源，当充电器检测到电池时则将定时器复位，从而进入预充过程。在此期间，充电器以快充电流的 10% 给电池充电，使电池电压、温度恢复到正常状态。预充时间由外接电容控制，这里选择 100nF，即预充时间为 45min。若在规定的充电时间内电池电压达到 2.5V 以上，且锂电池温度正常，则进入快充过程；若在预充时间内锂电池电压仍低于 2.5V，则认为该锂电池不可充电，/CHG 引脚连接的发光二极管闪烁，表示充电故障。

快充：当预充结束后，锂电池电压上升到 2.5V 以上，MAX1898 便以恒定电流对锂电池进行快充（快充也称恒流充电）。在快充过程中，锂电池电压逐渐上升，直至达到所设定的终止电压。

满充：在快充过程中，当锂电池电压达到所设定的终止电压时快充结束，充电电流快速递减，充电进入满充过程。此时，当充电速率降到设置值以下或满充时间超时，进入顶端截止充电过程；在顶端截止充电时，MAX1898 以极小的充电电流为电池补充能量。一般情况下，满充和顶端截止充电过程可以延长锂电池 5%～10% 的使用时间。

断电：当电池充满后，MAX1898 的第 2 引脚 /CHG 发送的脉冲电平会由低到高，被单片机检测到并引起中断，在中断中判断出充电完毕的状态；此时单片机将通过 P2.0 口控制 6N137，切断 LM7805 向 MAX1898 的供电，从而保证芯片和锂电池的安全，同时也减小损耗。

报警：当电池充满后，MAX1898 芯片本身会熄灭外接的 LED 绿灯。但为了安全起见，单片机在检测到充满状态的脉冲后，不仅会自动切断 MAX1898 的供电，而且会通过蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池；当充电出错时，MAX1898 本身会控制 LED 绿灯以 1.5Hz 左右的频率闪烁，此时不要切断 MAX1898 的供电，要让用户看到此提示。

本设计采用 AT89C52 单片机和充电集成电路进行充电器设计，不但能够实现对锂电池充电，还能够实现相应的过压和温度保护，从而可以充分发挥锂电池的性能，并避免充电器在充电时可能对电池造成损害，具有一定的智能功能。该方案有效地保护了电池、缩短了充电时间并尽量延长锂电池的使用寿命。