磷酸鐵鋰電池充電模塊組成,鋰電池充電電路設(shè)計(jì)

來源：存能電氣  日期：2019-06-11 09:00  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池充電模塊組成，鋰電池充電電路設(shè)計(jì)。磷酸鐵鋰電池的充放電要求較高,可采用專用的恒流、恒壓充電器進(jìn)行充電。由于鋰電池沒有記憶效應(yīng)，所以目前在各種手持設(shè)備和便攜式的電子產(chǎn)品中，都采用鋰電池供電。目前市面上的充電管理IC,都是按照充電電池的充電特性來設(shè)計(jì)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、充電電壓采樣電路等部分組成。充電采樣電路可根據(jù)待充磷酸鐵鋰電池的容量設(shè)定充電模塊的恒定充電電流，比如對(duì)礦燈用單體4Ah磷酸鐵鋰電池充電時(shí)，該電流可設(shè)定在800mA;對(duì)筆記本電腦用10Ah磷酸鐵鋰電池充時(shí)，該電流可設(shè)置為3A.電壓采樣電路可根據(jù)待充磷酸鐵鋰電池組的串聯(lián)電池?cái)?shù)，設(shè)定通用充電模塊輸出的恒定充電電壓。

　　比如對(duì)礦燈用的單體磷酸鐵鋰電池充電時(shí)，該電壓設(shè)置在3.65V.對(duì)移動(dòng)DVD用兩只串聯(lián)磷酸鐵鋰電池組充電時(shí)，該電壓應(yīng)設(shè)置在7.3V.對(duì)電動(dòng)助力車用11只串聯(lián)磷酸鐵鋰電池組充電時(shí)，該電壓應(yīng)設(shè)置在40V。集成控制電路的作用是通過控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池最佳充電。充電開始后，以恒定電流對(duì)磷酸鐵鋰電池充電，當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定的恒定充電電壓時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓充電，確保磷酸鐵鋰電池安全快速充足電。充電開關(guān)采用MOSFET,根據(jù)設(shè)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(shù)目使得TP4056成為便攜式應(yīng)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(shè)計(jì)

　　據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特性，最高充電終止電壓應(yīng)為4.2V，不能過充，否則會(huì)因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報(bào)廢。其充放電要求較高，可采用專用的恒流、恒壓充電器進(jìn)行充電。通常恒流充電至4.2V/節(jié)后轉(zhuǎn)入恒壓充電，當(dāng)恒壓充電電流降至100mA以內(nèi)時(shí)，應(yīng)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(shí)間約為2～3小時(shí)。

　　因鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所致，放電時(shí)鋰離子不能全部移向正極，必須保留一部分鋰離子在負(fù)極，以保證在下次充電時(shí)鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應(yīng)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子，就要嚴(yán)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(shí)間長短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。

　　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(huì)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(diào)穩(wěn)壓電路，Q2、W2、R2構(gòu)成可調(diào)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(qǐng)?jiān)谥甘緹粝绾罄^續(xù)充1—2小時(shí)。使用時(shí)請(qǐng)給Q2、Q3裝上合適的散熱器。

　　以上就是磷酸鐵鋰電池充電模塊組成，鋰電池充電電路設(shè)計(jì)原理。我們?cè)谠O(shè)計(jì)需求要使用鋰電池的產(chǎn)品時(shí),需要對(duì)鋰電池進(jìn)行保護(hù)電路設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上才可以進(jìn)行充電電路設(shè)計(jì)。