如何设计锂电池的充电管理电路?
在不同的电路功能项目中,对锂电池的供电哀求也是参差不齐;比如

单节锂电池的充电管理电路,工程师大概设计相应的电路比较多;对付双节锂电池的充电管理电路,工程师怎么去设计开拓呢?

众所周知,工程师在开拓设计某一功能的电路,基本是两种路子
1)路子一:采取分立电子元器件搭建
工程师通过电路设计履历,根据不同参数类型的电阻电容、二三极管、MOS管、继电器、LED灯、晶闸管/可控硅等平分立电子元器件设计电路,使其通过不同的形式组合构建所须要的功能;
电路设计
2)路子二:采取集成式芯片方案
比较较利用分立电子元器件,工程师可能更乐意利用集成式的芯片,紧张的缘故原由是电路设计大略,根据芯片规格书推举利用的范例运用电路,按照实际的项目需求调度参数,即可实现相应的电路功能设计;
这两种路子,没有谁优谁劣之分,工程师在研发项目,每每都是同时结合这两种设计技巧,由于没有一种电路设计办法能办理所有的电路问题;
针对双节锂电池充电管理电路,芯片哥推举利用采取集成式芯片方案,例如TP5100 QFN16;那么TP5100芯片详细是怎么实现双节锂电池充电管理功能的呢?
TP5100运用电路图TP5100运用电路图
在TP5100运用电路图中,工程师较为清楚地理解其设计方案;全体运用电路系统的外围只需大略的电阻、电容、电感以及LED,就可以轻松实现双节锂电池充电管理方案的设计,其电路详细设计过程
VIN引脚,作为电池充电的输入电源,其事情范围为4.5V~18V;CS引脚,作为TP5100充电功能的使能Enable引脚,工程师可以通过掌握其逻辑电平的高低,掌握锂电池的充电电压;一样平常接入外界的开关或者是MCU单片机,当CS=1时,则充电电压为8.4V,也便是选择了双节锂电池充电功能;CHRG引脚,作为锂电池正在充电事情状态指示引脚,为了便于查看,工程师一样平常接入LED灯;STDBY引脚,作为锂电池充电完毕指示引脚,同样为了便于查看,工程师一样平常接入LED灯;BAT引脚,作为锂电池的充电电压输出引脚,工程师在电路设计中直接连接双节锂电池端;TP5100芯片
如何设置充电电流
工程师在开拓设计锂电池的充电电路,两个核心问题比较关注;
问题一:充电电流如何设置
在TP5100运用电路中,充电电流的大小,工程师可以通过调节修正R2电阻的阻值来实现;详细的量化打算公式为 I = 0.1/R2;例如
R2电阻阻值为0.1Ω时,锂电池的充电电流为1A;
R2电阻阻值为0.067Ω时,锂电池的充电电流为1.5A;
当然TP5100芯片最大只能支持充电电流为2A,工程师在详细项目电路设计须要把稳;
问题二:充电电压何时启动与关闭
双节锂电池充电,它有一个充电周期过程,分为三个不同事情阶段
阶段一:预充涓流状态
在锂电池电压小于5.8V时,TP5100充电管理芯片启动预充涓流状态,对双节锂电池进行涓流充电;预充的涓流电流大小,工程师可以通过调节芯片的Pin12引脚RTRICK的下拉电阻阻值确定;
详细的量化打算方法举例解释
如若RTRICK下拉电阻阻值为0Ω,也便是直接接地GND,则预充的电流为0.1I;
如若RTRICK下拉电阻阻值为50KΩ,则预充的电流为0.2I;
如若RTRICK下拉电阻阻值为114KΩ,则预充的电流为0.3I;
如若RTRICK下拉电阻阻值为320KΩ,则预充的电流为0.5I;
如若RTRICK下拉直接悬空,则预充的电流为I;
I为恒流的充电电流,也即为0.1/R2;显然在TP5100运用电路图中,选择的是常见预充电流0.1I;
阶段二:恒流状态
在进行完锂电池的预充状态后,TP5100芯片就会启动恒流充电阶段,此时的充电电流为I=0.1/R2;直至双节锂电池的电压靠近8.4V,例如间隔8.4V相差50mV,则关闭恒流充电状态;
至于涓流充电状态,何时结束,也是一个待解的疑问;须要与芯片设计公司的工程师做个技能详细沟通
阶段三:恒压状态
在双节锂电池的电压间隔8.4V还相差50mV,也便是8.35V时,TP5100芯片则启动恒压充电阶段,直至双节锂电池电压达到8.4V;
经历完预充涓流、恒流以及恒压三个充电阶段,双节锂电池则完成了一个完全的充电周期;
锂电池在给其他电路系统供电后,其电压会逐渐降落;如果双节锂电池电压低落到8.1V时,TP5100则会重新启动新的充电周期;
工程师理解完锂电池的三个充电阶段,就能较好地回答问题二;
充电何时启动?
在双节锂电池电压小于5.8V时或者电压在由8.4V低落到8.35时,TP5100开始启动充电功能;
充电何时关闭?
在双节锂电池电压达到8.4V时,TP5100关闭充电功能;
电路设计把稳事变
虽然TP5100芯片运用电路方案,可以办理工程师的双节锂电池充电管理电路设计问题;但在设计项目开拓电路中,芯片哥还是建议依据详细的电路功能需求而选择设计;
在采取此方案过程中,须要引起工程师把稳的内容
TP5100芯片只能适宜单节与双节锂电池充电项目;TP5100芯片最大只能设定的充电电流为2A;TP5100芯片最大只能支持输入的电压VIN为20V;末了回到电路问题的本身,双节锂电池的充电管理电路,工程师该如何去设计?该采取什么芯片方案可以完成?TP5100只是个中一个电路办理方案,还存在其他的芯片方案,欢迎工程师一起参与互换谈论
本文由【芯片哥】原创撰写,一个只谈电子元器件与芯片的那些事,喜好就关注芯片哥,和芯片哥一起加油吧 #芯片# #电路设计# #电子工程师#







