簡析鋰電池充電電路設(shè)計
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-30 21:22
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磷酸鐵鋰電池充電模塊，鋰電池充電電路設(shè)計。磷酸鐵鋰電池的充放電要求較高，可采用專用恒流、恒壓充電器進行充電。鋰電池沒有記憶效應(yīng)，所以它們現(xiàn)在被用于各種手持設(shè)備和便攜式電子產(chǎn)品。目前市場上的充電管理IC是根據(jù)可充電電池的充電特性設(shè)計的。
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(guān)管、集成控制電路和充電電壓采樣電路組成。充電采樣電路可根據(jù)所充電的磷酸鐵鋰電池的容量設(shè)置充電模塊的恒充電電流。當為筆記本電腦充電10Ah的磷酸鐵鋰電池時，電流可以設(shè)置為3A。電壓采樣電路可根據(jù)所要充電的磷酸鐵鋰電池串聯(lián)的電池數(shù)量，設(shè)置普通充電模塊輸出的恒壓充電電壓。
例如，礦燈使用的單塊磷酸鐵鋰電池充電時，電壓設(shè)置為3.65v。當用兩塊磷酸鐵鋰電池串聯(lián)給移動DVD充電時，電壓設(shè)置為7.3v。11個磷酸鐵鋰電池串聯(lián)充電時，電壓設(shè)置為40V。集成控制電路的作用是通過控制開關(guān)實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池的最佳充電。充電開始后，對磷酸鐵鋰電池進行恒流充電。當電池電壓達到設(shè)定的恒壓充電時，自動轉(zhuǎn)換為恒壓充電，確保磷酸鐵鋰電池安全、快速、充滿電。充電開關(guān)采用MOSFET，根據(jù)設(shè)定的充電電流可選擇MOSFET的額定電流值。
為了減少通用充電模塊的體積，該模塊采用厚膜工藝制作。所有電阻、電容器和引線都印在陶瓷基板上。集成電路MOSFET和二極管通過管芯安裝在陶瓷芯片上。該模塊還可以通過將各種組件附加到鋁基電路板上進行表面安裝。
TP4056是一個完整的單鋰離子電池與恒流/恒壓線性充電器。SOP8包底部有散熱器和少量外部組件，使TP4056成為便攜式應(yīng)用程序的理想選擇。TP4056適用于USB電源和適配器電源。
鋰電池充電電路設(shè)計
根據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特點，最大充電結(jié)束電壓為4.2v，不能過度充電，否則電池會因正極鋰離子帶走過多而報廢。其充放電要求高，可采用專用恒流、恒壓充電器進行充電。正常情況下，恒流充電在4.2v/knot后轉(zhuǎn)換為恒壓充電。當恒壓充電電流低于100mA時，應(yīng)停止充電。電池容量(如1350mAh電池，其充電電流可控制在135 ~ 2025mA之間)。傳統(tǒng)充電電流約為電池容量的0.5倍，充電時間約為2 ~ 3小時。
由于鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，鋰離子在放電時不能全部移動到正極，有些鋰離子必須保持在負極，以保證下次充電時鋰離子能夠順利嵌入通道。否則，電池壽命相應(yīng)縮短。為了保證一些鋰離子放電后仍留在石墨層中，有必要嚴格限制放電終止的最小電壓，即鋰電池不能過放電。放電終止電壓一般為3.0V/節(jié)點，最小不得小于2.5V/節(jié)點。電池放電時間與電池容量和放電電流有關(guān)。
