1 充电原理

　　电池的特性地决定其安全性能和充电的效率。电池的充电方法是由电池的化学成分决定的（锂离子、镍氢、镍镉还是SLA电池等）。尽管如此，大多数充电方案都包含下面的三个阶段：

　　● 低电流调节阶段
　　● 恒流阶段
　　● 恒压阶段/充电终止

　　所有电池都是通过向自身传输电能的方法进行充电的，一节电池的充电电流取决于电池的额定容量（C）例如，一节容量为1000mAh的电池在充电电流为1000mA时，可以充电1C(电池容量的1倍)也可以用1/50C(20mA)或更低的电流给电池充电。尽管如此，这只是一个普通的低电流充电方式，不适用于要求短充电时间的快速充电方案。

　　2 总体设计

　　充电电路由三部分：控制部分，检测部分及充电部分组成。如图1所示，采用F310单片机进行充电控制，单片机本身具有脉宽调制PWM型开关稳压电源所需的全部功能，具有10位A/D转换器。利用单片机A/D端口，构成电池电压，电流，温度检测电路。

　　单片机通过电压反馈和电流反馈信号，直接利用PWM输出将数字电压信号并转化成模拟电压信号，能够保证控制。

　　3 控制部分电路设计

　　C8051F310单片机

　　①模拟外设

　　a.10位ADC：转换速度可达200ks/s,可多达21或17个外部单端或差分输入，VREF可在外部引脚或VDD中选择，内置温度传感器（±3℃），外部转换启动输入；

　　b.两个模拟比较器：可编程回差电压和响应时间，可配置为中断或复位源，小电流（〈0.5μA）。
　　
　　②供电电压

　　a.典型工作电流：5mA、25MHz；
　　b.典型停机电流：0.1μA；
　　c.温度范围：-40～+85℃。

　　③高速8051微控制器内核

　　a.流水线指令结构：70%的指令的执行时间为一个或两个系统时钟周期；
　　b.速度可达25MI/s（时钟频率为25MHz时）；
　　c.扩展的中断系统。

　　④数字外设

　　a.29/25个端口I/O：所有的口线均耐5V电压；
　　b.4个通用16位计数器/定时器；
　　c.16位可编程计数器/定时器阵列（PCA），有5个捕捉/比较模块；
　　d.使用PCA或定时器和外部时钟源的实时时钟方式。

　　控制电路中如图2所示，P0.3口提供充电电源，P0.6口检测充电电压的大小，P0.5口检测充电电流的大小，P0.4口检测电池的温度。

　　如图4所示，充电过程由预充状态，恒流充电状态和恒压充电状态组成。

　　②快速转换器

　　快速调节器的操作是通过控制一个晶体管开关的占空比来实现的。占空比会自动增加以使电池流入更多的电流。当VBATT 
   
　　③电感的确定

　　电感对交流电是有阻碍作用的。在交流电频率一定的情况下，电感量越大，对交流电的阻碍能力越强??一定的情况下，交流电的频率越高，电感对交流电的阻碍能力越大，频率越低，电感对交流电的阻碍能力越小。也就是说，电感有阻止交流电通过的特性。
其工作原理是这样的：当负载两端的电压要降低时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端地电压升高时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源供电断开，电感释放出刚才充入的能量，这时电感就变成了电源继续对负载供电。随着电感上存储的能量地消耗。负载两端的电压开始逐渐降低，外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电。依次类推在不断的充电和放电的过程中形成了一种稳定的电压，永远使负载两端地电压不会升高也不会降低，这就是开关电源的优势。 

　　要确定快速转换器中电感的大小首先应假定晶体管的占空比为50%，因为此时的转换器操作操作效率。占空比由方程式1给出：
（其中T是PWM的周期在程序示例中T=10.5s）

　　占空比=ton/T            （1）

　　至此就可以选择一个PWM的转换频率（如方程式2所示）PWM的转换频率越大，则电感的值越小，也越节约成本。

　　我的示例代码配置F310的8位硬件PWM是使用内部24.5MHz主时钟的256分频来产生一个95.7kHz的转换速率。

　　L=（Vi-Vsat-Voton）/2Iomax   （2）