常用的鋰電池充電電路

• 來源：宇芯電子 更新時間：2025-08-12 15:39:49點擊：6次

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  常用的鋰電池充電電路

  
  

  
  

  一、對鋰電池的了解

  
  

  1、鋰電池的充電：

         根據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特性，最高充電終止電壓應(yīng)為4.2V，不能過充，否則會因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報廢。其充放電要求較高，可采用專用的恒流、恒壓充電器進行充電。通常恒流充電至4.2V/節(jié)后轉(zhuǎn)入恒壓充電，當(dāng)恒壓充電電流降至100mA以內(nèi)時，應(yīng)停止充電。

  
  

  充電電流（mA）=0.1～1.5倍

  
  

         電池容量（如1350mAh的電池，其充電電流可控制在135～2025mA之間）。常規(guī)充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右，充電時間約為2～3小時。

  
  

  2、鋰電池的放電

         因鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所致，放電時鋰離子不能全部移向正極，必須保留一部分鋰離子在負極，以保證在下次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應(yīng)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子，就要嚴格限制放電終止最低電壓，也就是說鋰電池不能過放電。放電終止電壓通常為3.0V/節(jié)，最低不能低于2.5V/節(jié)。電池放電時間長短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時間（小時）=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流（mA）不應(yīng)超過電池容量的3倍。（如1000mAH電池，則放電電流應(yīng)嚴格控制在3A以內(nèi)）否則會使電池損壞。

         標準地，一般鋰電池的充放電公式可以定義為：

         充放電時間（分鐘）=容量*1.1/電流（mA）*60

         其中，1.1代表系數(shù)；

  
  

  3、鋰電池保護電路

         充電保護電路，選擇芯片DW01和8205的組合，可以做到短路保護，過充過放電的保護。

  
  

  

  
  

         該電路主要由鋰電池保護專用集成電路DW01，充、放電控制MOSFET1（內(nèi)含兩只N溝道MOSFET）等部分組成，單體鋰電池接在B+和B-之間，電池組從P+和P-輸出電壓。充電時，充電器輸出電壓接在P+和P-之間，電流從P+到單體電池的B+和B-，再經(jīng)過充電控制MOSFET到P-。在充電過程中，當(dāng)單體電池的電壓超過4.35V時，專用集成電路DW01的OC腳輸出信號使充電控制MOSFET關(guān)斷，鋰電池立即停止充電，從而防止鋰電池因過充電而損壞。放電過程中，當(dāng)單體電池的電壓降到2.30V時，DW01的OD腳輸出信號使放電控制MOSFET關(guān)斷，鋰電池立即停止放電，從而防止鋰電池因過放電而損壞，DW01的CS腳為電流檢測腳，輸出短路時，充放電控制MOSFET的導(dǎo)通壓降劇增，CS腳電壓迅速升高，DW01輸出信號使充放電控制MOSFET迅速關(guān)斷，從而實現(xiàn)過電流或短路保護。

  
  

  二、單節(jié)鋰電池充電電路

  
  

  1、二極管充電電路

         原理：如下圖一，DC5V流經(jīng)肖特基二極管D1后，經(jīng)過一個限流電阻R1接到電池。其中Q1、R2、R3、LED1為充電指示電路。隨著被充電池電壓的上升，充電電流將逐漸減小，待電池充滿后D1、R1上的壓降將降低，從而使Q1截止，LED將熄滅。為保證電池能夠充足，請在指示燈熄滅后繼續(xù)充1小時左右。

  
  

  

  
  

  2、4054充電電路

  
  

  

  
  

  3. TP4056充電電路

  
  

  

  
  

         TP4056是一款完整的單節(jié)鋰離子電池采用恒定啊電流/恒定電壓線性充電器。其底部帶有散熱片的SOP8封裝與較少的外部元件數(shù)目，使得TP4056成為便攜式應(yīng)用的理想選擇。TP4056可以適合USB電源和適配器電源工作。下面以簡捷的電路說明一下TP4056在設(shè)計中需要注意的地方。

  
  

  (1) 充電電流可以通過電阻R8進行編程。公式：IBAT = 1200 / R8 精度在10%；

  
  

  (2) 充電狀態(tài)，紅燈亮，綠燈滅；充滿狀態(tài)，紅燈滅，綠燈亮；

  
  

  (3) TEMP正常連接（連接到電池的NTC），當(dāng)出現(xiàn)欠壓，電池溫度過高、過低、無電池等故障狀態(tài)時，紅燈滅，綠燈滅；圖三電路中，TEMP直接接地，因此不具有此狀態(tài)；

  
  

  (4) BAT接10UF的電容，無電池（TEMP端接地）時，紅燈閃爍，綠燈亮；

  
  

  (5) Layout的時候，由于TP4056為ESOP8封裝，所以芯片底部要開窗，使芯片更好的接地，且Bottom層也要適當(dāng)?shù)募哟箝_窗面積，加強TP4056的散熱；

  
  

  (6) 如果需要增加熱調(diào)節(jié)電流功能，需要在DC5V串一個0.25歐1206封裝的電阻；

  
  

         加0.25歐電阻的作用：降低內(nèi)部MOSFET兩端的壓降能夠顯著減少IC中的功耗。在熱調(diào)節(jié)期間，這具有增加輸送至電池的電流的作用。對策之一是通過一個外部元件（例如一個電阻器或二極管）將一部分功率耗散掉。

         充電器在工作的時候會發(fā)熱，在發(fā)熱的情況下，比如規(guī)定最大充電電流為1A，實際上發(fā)熱以后充電電流達不到1A，越熱輸出電流越小，為了解決這個問題，就是連接一個電阻，將一部分功率耗散掉。

         讓這個電阻承擔(dān)一部分熱量，減小芯片發(fā)熱，來增加鋰電池充電電流。

  
  

  三、雙節(jié)鋰電池充電電路

  
  

         1、DC5V給7.4V鋰電池充電

  
  

  

  
  

  注意事項：

  
  

         1.對于藍牙音響等存在電池邊充邊放的應(yīng)用，2腳BAT上應(yīng)有足夠的電容，確保BAT上的紋波小于100mV，否則BAT上的紋波會干擾IP2322的檢測，出現(xiàn)拔掉VIN輸入，充電燈還亮的問題；

  
  

         2.R9的作用：保護芯片的第8腳，防止充電器上的瞬時高壓損壞芯片；

  
  

         3.R15的作用：防止出現(xiàn)拔掉充電線，充電燈還亮的問題；

  
  

         4.肖特基二極管D2的正向電流要大于1A，不能使用IN5819（S4）,建議使用經(jīng)常用到的SS14、SS24、SS34等；

  
  

         5.Layout時，電感應(yīng)盡量靠近芯片擺放，且電感下面不能走線，電感同層下面的銅要挖空。

  
  

         2. DC9V經(jīng)過二極管給7.4V鋰電池充電電路

         原理：如下圖五，DC9V流經(jīng)肖特基二極管D5后，經(jīng)過一個限流電阻R18接到7.4V電池。其中Q3、R21、R17、LED6為充電指示電路。隨著被充電池電壓的上升，充電電流將逐漸減小，待電池充滿后D5、R18上的壓降將降低，從而使Q3截止，LED6將熄滅。為保證電池能夠充足，請在指示燈熄滅后繼續(xù)充1小時左右。

  
  

  

  
  

         注意事項：本電路的優(yōu)點是電路簡單、成本低；缺點穩(wěn)定性低，在成本沒有嚴格要求的情況下，優(yōu)先選用充電管理芯片給7.4V鋰電池充電，尤其是雙節(jié)、三節(jié)、四節(jié)......電池的充電。

  
  

         3. DC9V通過TCS6207充電管理芯片給7.4V鋰電池充電電路

  
  

  

  
  

         （1）Layout時，電感應(yīng)盡量靠近芯片擺放，且電感下面不能走線，電感同層下面的銅要挖空。

  
  

  
  

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