简析锂电池充电电路设计
来源：宝鄂实业
2019-12-30 21:22
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磷酸铁锂电池充电模块，锂电池充电电路设计。磷酸铁锂电池的充放电要求较高，可采用专用恒流、恒压充电器进行充电。锂电池没有记忆效应，所以它们现在被用于各种手持设备和便携式电子产品。目前市场上的充电管理IC是根据可充电电池的充电特性设计的。
磷酸铁锂电池充电模块电路组成
磷酸铁锂电池通用充电模块由充电电流采样电路、充电开关管、集成控制电路和充电电压采样电路组成。充电采样电路可根据所充电的磷酸铁锂电池的容量设置充电模块的恒充电电流。当为笔记本电脑充电10Ah的磷酸铁锂电池时，电流可以设置为3A。电压采样电路可根据所要充电的磷酸铁锂电池串联的电池数量，设置普通充电模块输出的恒压充电电压。
例如，矿灯使用的单块磷酸铁锂电池充电时，电压设置为3.65v。当用两块磷酸铁锂电池串联给移动DVD充电时，电压设置为7.3v。11个磷酸铁锂电池串联充电时，电压设置为40V。集成控制电路的作用是通过控制开关实现磷酸铁锂电池的最佳充电。充电开始后，对磷酸铁锂电池进行恒流充电。当电池电压达到设定的恒压充电时，自动转换为恒压充电，确保磷酸铁锂电池安全、快速、充满电。充电开关采用MOSFET，根据设定的充电电流可选择MOSFET的额定电流值。
为了减少通用充电模块的体积，该模块采用厚膜工艺制作。所有电阻、电容器和引线都印在陶瓷基板上。集成电路MOSFET和二极管通过管芯安装在陶瓷芯片上。该模块还可以通过将各种组件附加到铝基电路板上进行表面安装。
TP4056是一个完整的单锂离子电池与恒流/恒压线性充电器。SOP8包底部有散热器和少量外部组件，使TP4056成为便携式应用程序的理想选择。TP4056适用于USB电源和适配器电源。
锂电池充电电路设计
根据锂电池的结构特点，最大充电结束电压为4.2v，不能过度充电，否则电池会因正极锂离子带走过多而报废。其充放电要求高，可采用专用恒流、恒压充电器进行充电。正常情况下，恒流充电在4.2v/knot后转换为恒压充电。当恒压充电电流低于100mA时，应停止充电。电池容量(如1350mAh电池，其充电电流可控制在135 ~ 2025mA之间)。传统充电电流约为电池容量的0.5倍，充电时间约为2 ~ 3小时。
由于锂电池内部结构的原因，锂离子在放电时不能全部移动到正极，有些锂离子必须保持在负极，以保证下次充电时锂离子能够顺利嵌入通道。否则，电池寿命相应缩短。为了保证一些锂离子放电后仍留在石墨层中，有必要严格限制放电终止的最小电压，即锂电池不能过放电。放电终止电压一般为3.0V/节点，最小不得小于2.5V/节点。电池放电时间与电池容量和放电电流有关。
