鋰離子電池充電電路在實際的項目是最為常見的,特別是消費級別的產品。本文只針對相對簡單的充電電路來展開,適合初學者,大神級別的可忽略。
今天核桃就和大伙聊聊鋰離子電池充電電路該如何設計的,還有電池保護電路的原理,當然了,鋰離子充電電路五花八門,不可能全都列出來一一詳解,但基本都是大同小異的,學會了一種,其他芯片的充電電路相信也能很輕松的設計出來!
以LGS4084H為例,如下圖1所示:
圖1
整個電路圖是比較簡單的,可以直接參考芯片手冊典型應用圖,一般情況下完全夠用!
重點關注兩個地方:
(1)兩個充電指示燈的限流電阻R3和R4,如何計算?
(2)4084HB6的6號管腳的電阻起什么作用?
兩個指示燈(發光二極管)一般的壓降都是1.2V左右,由手冊可以知道,一般發光二極管要點亮的電流在2~10ma左右就可以滿足了,電流太大會影響壽命。所以兩個指示燈的限流電阻取1K得出的電流為:
(5V-1.2V)/1000Ω=3.8ma 查看手冊滿足要求
如果還不清楚怎么計算的,可以戳這里:
接著看4084HB6的6號管腳的電阻該怎么選?直接看手冊,如下:
可以看得出,是用于設置恒流電流的大小,一般情況下,我們選用2K即可,如果需要修改電流大小,可根據公式來計算出相應的阻值!
注:LGS4084H只適用于3.7V單節鋰電池的場合,設計時要注意查看手冊相應的參數。
相信很多小伙伴在買鋰離子電池的時候,發現很多廠家都標注著“帶保護板”
那這個保護板到底如何實現過充,過放,短路等保護的?
大伙先看一個圖,如下:
從上面的圖中可以看出,電池地和負載地中間是用一個開關進行隔開的,那其實電池保護板的作用就類似于這個開關,當然肯定不是物理開關,一般都是用MOS來代替,這樣,電池保護芯片就可以通過采集流過這個MOS的電流大小,從而去判斷負載是否存在短路,過充,過放的情況,當出現故障時,電池保護芯片就立馬控制MOS管截止,從而保護電池和負載。
所以在繪制PCB時,要把電池地和負載地區分開來,不能混在一起,不然電池保護芯片就起不到作用了。上面的圖1加入保護電路如下所示:
如果買的鋰離子電池有自帶保護板的,可以直接省略保護電路。
最后,我們看一下PCB如何布局走線的
先看LGS4084H手冊PCB布局走線建議,很多芯片手冊都會給出PCB的布局走線,所以我們在選型和設計時要認真研讀手冊。
重點關注幾個地:輸入電源地,輸出電源地和芯片地,三個地的距離越短越寬越好,其余的電阻就近放置走線。如下圖布局所示:
(1)Type-C電源輸入應該先經過兩個電容進行濾波處理后才能給到LGS4084H,如下圖所示:
(2)LGS4084H芯片6號管腳的電阻要靠近IC放置,手冊中有強調
(3)電池地和負載地要區分開來,從下圖中可以看出,下半部分為電池地,上半部分為負載地。
(4)Type-C輸入電源走線加粗處理,并在濾波電容處加足夠的回流地過孔。如果還不知道該走多粗的線,可以戳這里:
(5)LGS4084H輸出給到電池的由于布局的問題,可打孔換到底層走線,要保證足夠的過孔。
(6)電池地和負載地分開鋪銅
如果想了解USB和電池供電自動切換的,可以戳這里:
還把鋰電池供電和USB電源供電接在一起?自動切換電路你需要了解一下!
好了,這章就先寫到這吧!