锂电池随着新材料的出现和相关技术的完善,其性能得到大幅度提升,应用范围也在不断扩展。然而单节锂电池的电压和容量往往都比较有限,因此在一些大功率的使用场景中常常将锂电池单体串联起来,即锂电池组。锂电池组中各节单体电池在长期使用过程中,由于材料和性能上的差异会造成锂电池组不一致性的问题。这不仅会使电池组容量变小、循环使用寿命缩短、电池组充电电压下降,甚至还可能会直接造成电池组的报废。本文以锂电池组为研究对象,针对其串联充电过程中存在的不一致性问题设计一款均衡充电电源。论文首先对充电电源的研究现状做了简要分析,接着结合实验室对锂电池维护设备的相关需求,提出了本均衡充电电源的相关指标。然后提出了整体系统设计方案和均衡充电电源框架结构。其中,系统硬件部分主要由功率转换电路、辅助电路、控制电路、信号调理电路、驱动电路、通信电路组成。硬件设计详细介绍了电路参数的计算、MATLAB仿真、器件的选型、各个模块电路的原理图设计、PCB设计。系统软件部分主要介绍了上位机的功能和设计界面,然后详细分析了程序设计流程和数字滤波算法以及各种算法的优缺点。接着重点对PID数字控制算法做了比较详细的理论计算和MATLAB仿真,并在现有算法的基础上做了一定的改进,使得控制精度和稳定性得到较大的提升。同时也设计了本均衡充电电源与上位机的通信协议。最后通过对驱动信号、输出电压精度、输出电流精度、温度、效率等项目的测试验证了本充电电源的性能和指标满足设计要求。