第五届电子设计大赛：锂离子电池充放电控制装置设计

"本文档是第五届电子设计与测试竞赛中关于充放电控制装置的初步设计方案，涵盖了电源、STM32单片机的应用以及硬件模块的设计。文档详细阐述了设计任务、系统方案论证、硬件模块的选择与论证，包括电流电压采集、电池充放电电路、显示和按键模块等。" 在设计一套锂离子电池充放电装置时，首先要明确设计任务与要求。装置需能接受直流5V@3A的输入电源，对18650锂电池进行充电，充电电流可调且最小不低于500mA。同时，锂电池经过升压后需能以6V@1000mA向外部负载供电，且纹波电压需低于150mV，系统效率至少为75%。发挥部分包括显示装置、放电保护、充电电流提升至1000mA，以及更高的效率和更低的纹波电压。 系统方案论证中，充放电电路由单片机控制、升压、充电管理、保护和电压检测等模块组成。STM32F103C8T6被选为控制系统的核心，因其具备高速运算能力、丰富的外设接口和低功耗特性。单片机将处理电流电压采集、状态监测、充放电控制等功能。 电流电压采集模块是关键，通过在负载与输出之间串联采样电阻来监测电流。电阻两端的电压变化代表了电流大小，经过放大后由ADC转换为数字信号供STM32处理。这一方案能实现精确的电流电压测量，误差优于±1%。 电池充放电电路采用了特定的拓扑结构，确保安全和效率。充电管理电路设计包含恒流充电模式，确保锂电池在充电过程中得到稳定的电流输入，避免过充或欠充。放电保护电路会在电池电压低于安全阈值时自动切断放电路径，并发出报警。 显示模块用于实时显示电池的状态数据，如电压、电流、温度和时间，提高用户交互性。按键模块则用于用户设定和控制充放电参数。 总结，这个设计方案旨在创建一个功能齐全、高效率且安全的锂离子电池充放电系统。STM32单片机的运用和精心设计的硬件模块保证了系统的性能和可靠性，满足了竞赛的各项要求，并为用户提供了灵活的配置和丰富的状态信息。