磷酸鐵鋰電池充電模塊組成與鋰電池充電電路設計
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-18 07:11
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磷酸鐵鋰電池充電模塊電路組成
磷酸鐵鋰電池通用充電模塊由充電電流采樣電路、充電開關管、集成控制電路、充電電壓采樣電路等部分組成。充電采樣電路可根據待充磷酸鐵鋰電池的容量設定充電模塊的恒定充電電流，比如對礦燈用單體4Ah磷酸鐵鋰電池充電時，該電流可設定在800mA;對筆記本電腦用10Ah磷酸鐵鋰電池充時，該電流可設置為3A.電壓采樣電路可根據待充磷酸鐵鋰電池組的串聯電池數，設定通用充電模塊輸出的恒定充電電壓。
比如對礦燈用的單體磷酸鐵鋰電池充電時，該電壓設置在3.65V.對移動DVD用兩只串聯磷酸鐵鋰電池組充電時，該電壓應設置在7.3V.對電動助力車用11只串聯磷酸鐵鋰電池組充電時，該電壓應設置在40V。集成控制電路的作用是通過控制開關實現磷酸鐵鋰電池最佳充電。充電開始后，以恒定電流對磷酸鐵鋰電池充電，當電池電壓達到設定的恒定充電電壓時，自動轉入恒壓充電，確保磷酸鐵鋰電池安全快速充足電。充電開關采用MOSFET,根據設定的充電電流可選定MOSFET的額定電流值。
為了減小通用充電模塊的體積，該模塊采用厚膜工藝制作，所有電阻、電容和引線均采用印刷的方法印制在陶瓷基片上，集成電路MOSFET和二極管均采用管芯貼裝在陶瓷片上。該模塊也可采用表面貼裝的方式，將各種元件貼裝在鋁基電路板上。
TP4056是一款完整的單節(jié)鋰離子電池采用恒定電流/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目使得TP4056成為便攜式應用的理想選擇。TP4056可以適合USB電源和適配器電源工作。
鋰電池充電電路設計
據鋰電池的結構特性，最高充電終止電壓應為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)后轉入恒壓充電，當恒壓充電電流降至100mA以內時，應停止充電。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。
因鋰電池的內部結構所致，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。
鋰電池充電電路的原理
原理：采用恒定電壓給電池充電，確保不會過充。輸入直流電壓高于所充電池電壓3伏即可。R1、Q1、W1、TL431組成精密可調穩(wěn)壓電路，Q2、W2、R2構成可調恒流電路，Q3、R3、R4、R5、LED為充電指示電路。隨著被充鋰電池電壓的上升，充電電流將逐漸減小，待電池充滿后R4上的壓降將降低，從而使Q3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—2小時。
