四個(gè)鋰電池供電電路設(shè)計(jì)方案詳圖-KIA MOS管

下圖介紹一種基于TP4056的單節(jié)鋰電池的充電方案，并通過(guò)簡(jiǎn)單外圍電路實(shí)現(xiàn)過(guò)充過(guò)放保護(hù)，電源自動(dòng)切換和硬件開(kāi)關(guān)機(jī)。

1、TP4056充電方案

圖1中4腳為電源輸入引腳，8腳為使能引腳，高電平有效（因此直接接到電源）;

7腳和6腳，功能分別為充電狀態(tài)指示和充電完成指示，這兩個(gè)引腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為漏極開(kāi)漏輸出，當(dāng)它們導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)連接的LED就會(huì)通過(guò)引腳內(nèi)部的MOS管形成通路，使LED點(diǎn)亮。

正常充電情況下，7腳導(dǎo)通，紅燈亮，6腳截止，綠燈滅。充電完成后，7腳和6腳間的邏輯翻轉(zhuǎn)，綠燈亮，紅燈滅;5腳為電池正極連接端，芯片通過(guò)該引腳對(duì)電池進(jìn)行充電;

1腳為溫度保護(hù)信號(hào)輸入端，其基本原理為，通過(guò)電池內(nèi)部的NTC（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，隨著溫度升高而阻值降低，溫度降低而阻值升高）與外部的電阻分壓后輸入TEMP引腳，

當(dāng)該電壓值低于輸入電壓45%和高于輸入電壓的80%，充電將被暫停，如果不使用溫度檢測(cè)功能，則可以將該引腳直接接地。2腳為充電電壓編程引腳。

其中：

BAT為充電電流

VPROG為編程電壓（在預(yù)充階段為0.1V，恒流充階段為1V）

RPROG為編程電阻，通過(guò)Vprog引腳鏈接到地

例如，如果RPROG = 1200Ω，則預(yù)充階段充電電流為：

0.1/1200*1200=0.1A

恒流階段充電電流為

1/1200*1200=1A

到此TP4056芯片功能介紹完畢，更加詳細(xì)的資料可下載其數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行詳細(xì)了解。

2、過(guò)放及過(guò)充保護(hù)

過(guò)充和過(guò)放保護(hù)，從字面意思理解即可，就是避免電池過(guò)度放電和過(guò)度充電。

一般來(lái)說(shuō)，鋰電池廠家都會(huì)有內(nèi)置保護(hù)電路板，對(duì)電池進(jìn)行過(guò)充和過(guò)放的保護(hù)，這種情況下，我們直接使用TP4056即可;下面將要介紹的使用是沒(méi)有內(nèi)置保護(hù)板的鋰電池而采用的保護(hù)方案。

在眾多保護(hù)方案中，DW01加MOS管為最常見(jiàn)的方案，電路如下

正常狀態(tài)下，M1，M2均導(dǎo)通，

過(guò)充狀態(tài)下，M2截止，充電回路切斷，過(guò)放狀態(tài)下，M1截止，放電回路切斷，兩種狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的過(guò)充過(guò)放保護(hù);

基于DW01加兩個(gè)MOS的方案，廠商還推出了內(nèi)部集成MOS的DW06，相比較而言，DW06外部電路更簡(jiǎn)單電路圖如下

3、自動(dòng)電源切換

該電源切換電路選自于TP4056的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，下面分析其工作原理

在只有VCC-BAT供電的情況下，由于MOS管Q3的G極被R1拉低到地，則MOS導(dǎo)通，VCC-BAT通過(guò)Q3向后級(jí)供電;

當(dāng)USB電源VCC-USB插入后，Q3的G極變?yōu)楦唠娖剑筈3截止，VCC-USB通過(guò)D1向后級(jí)供電;

USB拔除后，Q3導(dǎo)通，供電狀態(tài)恢復(fù)為VCC-BAT供電。

4、硬件開(kāi)關(guān)機(jī)電路

一般來(lái)說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的硬件電源切斷，會(huì)使用直接的機(jī)械開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制電源的通斷。

但是由于機(jī)械開(kāi)關(guān)存在著體積較大（不利于小型化設(shè)計(jì)），且由于磨損導(dǎo)致壽命較短等缺點(diǎn)，按鍵開(kāi)關(guān)越來(lái)越多的被使用，下面介紹一種比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)電路：

如上圖所示

關(guān)機(jī)狀態(tài)：由于Q1被R1鉗位到高電平，Q1截止，VCC不能向后級(jí)供電；

開(kāi)機(jī)：長(zhǎng)按S2，D2導(dǎo)通，使Q1的G極拉低而導(dǎo)通，VCC通過(guò)Q1向后級(jí)VCC-SYS供電;VCC-SYS連接MCU電源，MCU通電復(fù)位后開(kāi)始工作，通過(guò)控制連接到MCU上面I/O的Power-On，使其為高電平，此時(shí)Q2導(dǎo)通，使Q1的G極變?yōu)榈碗娖剑砷_(kāi)按鍵S2，只要Power-On引腳電平保持為高電平，系統(tǒng)供電正常供電;

關(guān)機(jī)流程：開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，長(zhǎng)按下S2，MCU通過(guò)D2，檢測(cè)到低電平，累計(jì)一定時(shí)間后，判定為關(guān)機(jī)動(dòng)作，將Power-ON引腳輸出低電平，Q1截止，系統(tǒng)斷電;

上面所述的電路，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬關(guān)機(jī)。

上面提到的四個(gè)電路，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行組合調(diào)整，應(yīng)用于電路之中。

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