鋰電池特性之研究與其充電器之設計 趙介雷、胡永柟
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摘 要
鑒於現今使用的電子產品，如：手機、筆記型電腦、數位相機. 等等的產品皆以鋰離子電池做為其能源來源，因為鋰離子 電池具有 高能量密度、重量輕、低內阻、循環次數長、自放電率低等優點, 因而引發吾人對鋰離子電池研究之興趣。 本研 究乃是測試鋰離子電池的充放電特性，所以針對電池的電 壓、電流、溫度及內阻四種參數，透過NI 的DAQ CARD 來擷取 資 料，並以LABVIEW 監控各種參數，來獲得資料，最後應用MATLAB 來做數值分析，以求得最佳化。 電池管理的監測 系統主要是由三個不同的監測單元而組成，一 個是電池的電壓、電流的監測單元,另一個為溫度監測部分。此系 統略加修
改即可使用於任何的電池控制和監測。 最後我們再根據所測得的各項參數,設計一個輸入電壓可在 AC110 220V 中,充電
電流約在250 300mA 間,簡單又便宜（成本 NT＄50 左右）的鋰離子手機充電器,經實際測試效果良好。
關鍵詞 : 鋰離子電池，DAQ CARD，LABVIEW，MATLAB，充電器 目錄
封面內頁 簽名頁 國家圖書館授權書... iii 國科會授權書... iv 中文摘要... v 英文 摘要 ...vi 誌謝 ...vii 目錄 ...viii 圖目錄... xii 表目錄 ...xiv 第一章 簡介 1-1 鋰離子電池介紹... 1 1-1-1 電池結構與組成... 2 1-2 鋰電池特 性 ...3 1-2-1 記憶效應 ...5 1-2-2 電池的保護電路 ...5 1-3 鋰離子電池充放電過程 ...7 1-4 電池種類 ...8 1-4-1 二次電池特徵與用途 ...8 1-5 電池相關的名詞解釋 ...9 1-6 鋰離子電池應用領域 ...10 1-6-1 鋰電池可能造成的污染與危害 ...12 1-6-2 鋰電池的回收與再處理
...13 1-7 擷取信號簡介 ...14 1-8 電壓量測 ...15 1-9 電流量測... 16 1-9-1 霍 爾元件型電流感測器之簡介... 17 1-9-2 磁束測定法的介紹 ...17 1-10 溫度量測 ...18 1-10-1 OP1 功 能介紹 ...20 1-10-2 OP2 功能介紹 ...20 1-10-3 OP3 功能介紹... 21 1-11 內阻量測
...21 第二章 LabView 介紹 2-1 LabView 簡介 ...23 2-2 LabView 的控制視窗 ...24 2-3 實驗 程式... 27 2-3-1 實驗程式基本物件介紹 ...27 2-3-2 儲存 / 讀檔文件VIs ...29 2-3-3 I / O VIs ...30 2-3-4 實驗程式前置面板... 31 2-3-5 實驗程式介紹... 32 第三章 應用MATLAB 來做繪 圖與預測分析 3-1 MATLAB 歷史及應用介紹 ...36 3-2 MATLAB 外觀介紹... 36 3-3 實驗數據曲線圖 ...37 3-3-1 充電電壓分析 ...38 3-3-2 充電電流分析 ...38 3-3-3 充電時電池電壓分析 ...39 3-3-4 充電時電池溫度分析 ...39 3-3-5 放電電壓分析 ...40 3-3-6 充電時電池與充電器之關係 ...41 3-3-7 放電電壓與內阻比較(內阻) ...41 3-3-8 高溫與常溫環境下放電比較(電壓) ...42 第四章 充電器之設計 4-1 前言 ...44 4-2 複合型開關電源的電路設計 ...44 4-2-1 複合型開關電源的設計方案 ...44 4-2-2 複合 型開關電源的設計實例 ...45 4-3 精密恒壓／恒流型開關電源的電路設計 ...47 4-3-1 精密恒壓／恒流型開關電源的設計 方案..47 4-3-2 精密恒壓／恒流型開關電源的設計示例..47 4-4 截流型開關電源的電路設計 ...49 4-4-1 截流型開關電源 的設計方案 ...49 4-4-2 截流型開關電源的設計示例 ...49 4-5 恒功率型開關電源的電路設計 ...52 4-5-1 恒功率型 開關電源的設計思想 ...52 4-5-2 恒功率型開關電源的設計示例 ...52 4-6 簡單定電流定電壓之電路設計 ...54 參考文獻
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