下圖介紹一種基于TP4056的單節(jié)鋰電池的充電方案,并通過簡單外圍電路實(shí)現(xiàn)過充過放保護(hù),電源自動(dòng)切換和硬件開關(guān)機(jī)。
1、TP4056充電方案
![鋰電池 供電 電路](http://www.0731law.cn/uploadfile/2022/0415/20220415071525326.png)
圖1中4腳為電源輸入引腳,8腳為使能引腳,高電平有效(因此直接接到電源);
7腳和6腳,功能分別為充電狀態(tài)指示和充電完成指示,這兩個(gè)引腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為漏極開漏輸出,當(dāng)它們導(dǎo)通時(shí),對(duì)應(yīng)連接的LED就會(huì)通過引腳內(nèi)部的MOS管形成通路,使LED點(diǎn)亮。
正常充電情況下,7腳導(dǎo)通,紅燈亮,6腳截止,綠燈滅。充電完成后,7腳和6腳間的邏輯翻轉(zhuǎn),綠燈亮,紅燈滅;5腳為電池正極連接端,芯片通過該引腳對(duì)電池進(jìn)行充電;
1腳為溫度保護(hù)信號(hào)輸入端,其基本原理為,通過電池內(nèi)部的NTC(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,隨著溫度升高而阻值降低,溫度降低而阻值升高)與外部的電阻分壓后輸入TEMP引腳,
當(dāng)該電壓值低于輸入電壓45%和高于輸入電壓的80%,充電將被暫停,如果不使用溫度檢測功能,則可以將該引腳直接接地。2腳為充電電壓編程引腳。
其中:
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BAT為充電電流
VPROG為編程電壓(在預(yù)充階段為0.1V,恒流充階段為1V)
RPROG為編程電阻,通過Vprog引腳鏈接到地
例如,如果RPROG = 1200Ω,則預(yù)充階段充電電流為:
0.1/1200*1200=0.1A
恒流階段充電電流為
1/1200*1200=1A
到此TP4056芯片功能介紹完畢,更加詳細(xì)的資料可下載其數(shù)據(jù)手冊進(jìn)行詳細(xì)了解。
2、過放及過充保護(hù)
過充和過放保護(hù),從字面意思理解即可,就是避免電池過度放電和過度充電。
一般來說,鋰電池廠家都會(huì)有內(nèi)置保護(hù)電路板,對(duì)電池進(jìn)行過充和過放的保護(hù),這種情況下,我們直接使用TP4056即可;下面將要介紹的使用是沒有內(nèi)置保護(hù)板的鋰電池而采用的保護(hù)方案。
在眾多保護(hù)方案中,DW01加MOS管為最常見的方案,電路如下
![鋰電池 供電 電路](http://www.0731law.cn/uploadfile/2022/0415/20220415073319685.png)
正常狀態(tài)下,M1,M2均導(dǎo)通,
過充狀態(tài)下,M2截止,充電回路切斷,過放狀態(tài)下,M1截止,放電回路切斷,兩種狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的過充過放保護(hù);
基于DW01加兩個(gè)MOS的方案,廠商還推出了內(nèi)部集成MOS的DW06,相比較而言,DW06外部電路更簡單電路圖如下
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3、自動(dòng)電源切換
該電源切換電路選自于TP4056的數(shù)據(jù)手冊中,下面分析其工作原理
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![鋰電池 供電 電路](http://www.0731law.cn/uploadfile/2022/0415/20220415073401928.png)
在只有VCC-BAT供電的情況下,由于MOS管Q3的G極被R1拉低到地,則MOS導(dǎo)通,VCC-BAT通過Q3向后級(jí)供電;
當(dāng)USB電源VCC-USB插入后,Q3的G極變?yōu)楦唠娖?,使Q3截止,VCC-USB通過D1向后級(jí)供電;
USB拔除后,Q3導(dǎo)通,供電狀態(tài)恢復(fù)為VCC-BAT供電。
4、硬件開關(guān)機(jī)電路
一般來說,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的硬件電源切斷,會(huì)使用直接的機(jī)械開關(guān)進(jìn)行控制電源的通斷。
但是由于機(jī)械開關(guān)存在著體積較大(不利于小型化設(shè)計(jì)),且由于磨損導(dǎo)致壽命較短等缺點(diǎn),按鍵開關(guān)越來越多的被使用,下面介紹一種比較簡單的實(shí)現(xiàn)電路:
![鋰電池 供電 電路](http://www.0731law.cn/uploadfile/2022/0415/20220415073413785.png)
如上圖所示
關(guān)機(jī)狀態(tài):由于Q1被R1鉗位到高電平,Q1截止,VCC不能向后級(jí)供電;
開機(jī):長按S2,D2導(dǎo)通,使Q1的G極拉低而導(dǎo)通,VCC通過Q1向后級(jí)VCC-SYS供電;VCC-SYS連接MCU電源,MCU通電復(fù)位后開始工作,通過控制連接到MCU上面I/O的Power-On,使其為高電平,此時(shí)Q2導(dǎo)通,使Q1的G極變?yōu)榈碗娖?,松開按鍵S2,只要Power-On引腳電平保持為高電平,系統(tǒng)供電正常供電;
關(guān)機(jī)流程:開機(jī)狀態(tài)下,長按下S2,MCU通過D2,檢測到低電平,累計(jì)一定時(shí)間后,判定為關(guān)機(jī)動(dòng)作,將Power-ON引腳輸出低電平,Q1截止,系統(tǒng)斷電;
上面所述的電路,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬關(guān)機(jī)。
上面提到的四個(gè)電路,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行組合調(diào)整,應(yīng)用于電路之中。
電話:18923864027(同微信)
QQ:709211280
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