锂电池充电电路

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各种锂电池充电电路设计

六、简易充电电路：现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池。

其性能优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的维修代换，因而深受广大电子爱好者喜爱。

有兴趣的读者可参照图二制作一块充电板。

其原理是：采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。

输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。

R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。

随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降将降低，从而使Q3截止， LED将熄灭，为保证电池能够充足，请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。

使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。

本电路的优点是：制作简单，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．通过改变W1可以对多节串联锂电池充电，改变W２可以对充电电流进行大范围调节。

缺点是：无过放电控制电路。

图三是该充电板的印制板图（从元件面看的透视图）。

概述PT6102 是一款高度集成的单节锂离子电池充电器，较少的外部元件数目使得它非常适合于便携式应用。

内部集成功率管，不需要外部检测电阻和防倒灌二极管。

充电电流通过外部电阻进行设置，充电结束电压固定在4.2V。

热反馈可以自动调节充电电流，可以在大功率或高环境温度下对芯片加以保护PT6102 分三个阶段对电流进行充电：当电池电压低于2.9V 时是涓流充电，当电池电压大于2.9V 时是恒流充电，并且涓流充电电流是恒流充电电流的1/10,当电池电压到4.2V 时进行恒压充电，在恒压充电过程中，充电电流逐渐减少，当减少到恒流充电电流的1/10 时，结束充电过程。

特点可以用 USB 端口直接对单节电池进行充电.充电电流最大可以到 800mA不需要外部功率管，检测电阻和防倒灌二极管涓流、恒流、恒压三阶段，并有热调节功能，可以在无过热的情况下最大化充电电流精度达±1%的4.2V 充电电压SOT23-5 和ESOP8 封装TP4057简介：TP4057是上海霖叶电子有限公司生产的单节锂电池充电管理芯片，输入电压为4V ~ 9V，典型值为5V，可改变TP4057的6脚电阻来控制充电电流，计算公式为RPROG =1000/IBAT（当IBAT <300毫安时）、RPROG =1300/IBAT -1000(当IBAT>300毫安时)，调节范围100 ~ 500毫安，截止充电电压4.2V，外围简单，无须外接开关管，具有充电指示和充满指示、防电池反接、电源欠压保护等功能。

锂电池充电电路原理及应用

锂电池充电电路原理及应用锂电池充电电路原理及应用锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。

一、池与镍镉、镍氢可充电池锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。

充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。

放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。

所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。

因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。

锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。

镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。

镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。

二、锂电池的特点1、具有更高的重量能量比、体积能量比；2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；4、无记忆效应。

锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；5、寿命长。

正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；6、可以快速充电。

锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时；7、可以随意并联使用；8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池；9、成本高。

与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。

三、电池的内部结构锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。

正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。

负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。

电池内充有有机电解质溶液。

另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。

锂电池充放电电路

锂锂电池充放电电路
“锂电池充放电电路”指的是实现锂电池充放电功能的电路。

具体来说，锂电池充放电电路负责将电能传输到锂电池中，同时控制充电和放电的过程，确保锂电池的安全使用。

在实际应用中，根据不同的应用场景和需求，有多种不同类型的锂电池充放电电路可供选择。

以下是其中几种常见的锂电池充放电电路：
1.线性充电电路：线性充电电路是一种简单的充电方式，通过电阻器和开关
的组合实现电流的控制。

这种电路结构简单，成本较低，但在充电过程中会消耗一定的能量，因此充电效率较低。

2.开关电源充电电路：开关电源充电电路利用开关管和高频变压器来实现电
压的转换和电流的控制。

这种电路充电效率高，但电路结构相对复杂，成本较高。

3.多阶段充电电路：多阶段充电电路根据锂电池的特性和充电状态，采用不
同的充电方式进行多阶段的充电过程。

这种电路可以在不同阶段采用不同的电流和电压值，从而达到最佳的充电效果。

4.智能充电电路：智能充电电路通过检测锂电池的充电状态和温度等参数，
自动调整充电电流和电压，实现智能化的充电管理。

这种电路结构复杂，成本较高，但具有更高的充电效率和安全性。

总的来说，“锂电池充放电电路”是指实现锂电池充放电功能的电路，有多种不同类型可供选择。

这些不同类型的充放电电路在实际应用中发挥着重要的作用，确保了锂电池的安全使用和高效能量传输。

锂电池充电电路原理

锂电池充电电路原理
锂电池充电电路原理主要涉及锂离子在电池正负极之间的移动。

以下是锂电池充电电路原理的简要介绍:
1.涓流充电:当电池电压低于3V左右时，采用涓流充电。

此时，充电电流是恒流充电电流的十分之一。

即0.1C(以恒定充电电流为1A为例，涓流充电电流为100mA)。

涓流充电用来对完全放电的电池单元进行预充，也称为恢复性充电。

2.恒流充电:当电池电压上升到涓流充电阈值以上时。

提高充电电流进行恒流充电。

恒流充电的电流在0.2C至1.0C之间。

电池电压随若恒流充电过程逐步升高，一般单节电池设定的此电压为
3.0-
4.2V。

3.恒压充电:当电池电压上升到
4.2V时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。

在恒压充电阶段，充电电压保持恒定。

充电电流逐渐下降。

当电流下降至设定充电电流的1/10时，充电结束。

总之，锂电池的充电原理是锂离子在电池正负极之间的移动。

在充电过程中，锂离子从正极脱嵌出来，通过电解质传递到负极。

同时发生正负极材料的氧化还原反应。

充电过程通过连接电池正负极与电源来完成。

具体的电路设计和元件选择将根据实际应用需求和电池特性而定。

制表：审核：批准：。

锂电池充电电路详解

锂电池充电电路详解四、锂电池的充放电要求;1、锂电池的充电:根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。

其充放电要求较高，可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。

通常恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至100mA以内时，应停止充电。

充电电流(mA)=0.1,1.5倍电池容量(如1350mAh的电池，其充电电流可控制在135,2025mA之间)。

常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右，充电时间约为2,3小时。

2、锂电池的放电:因锂电池的内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。

否则，电池寿命就相应缩短。

为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严格限制放电终止最低电压，也就是说锂电池不能过放电。

放电终止电压通常为3.0V/节，最低不能低于2.5V/节。

电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。

电池放电时间(小时)=电池容量/放电电流。

锂电池放电电流(mA)不应超过电池容量的3倍。

(如1000mAH电池，则放电电流应严格控制在3A以内)否则会使电池损坏。

目前市场上所售锂电池组内部均封有配套的充放电保护板。

只要控制好外部的充放电电流即可。

五、锂电池的保护电路:两节锂电池的充放电保护电路如图一所示。

由两个场效应管和专用保护集成块S--8232组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC 监视电池电压并进行控制，当电池电压上升至4.2V时，过充电保护管FET1截止，停止充电。

为防止误动作，一般在外电路加有延时电容。

当电池处于放电状态下，电池电压降至2.55V时，过放电控制管FET1截止，停止向负载供电。

过电流保护是在当负载上有较大电流流过时，控制FET1使其截止，停止向负载放电，目的是为了保护电池和场效应管。

过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超过设定值时就停止放电。

7种4.2v锂电池充电电路图

4.2v锂电池充电电路图（一）：锂电池充电均衡电路这个均衡电路用的是三个一模一样的并联稳压电路组成的，每个电池上并一个。

电路原理图如下：每个稳压电源都调节到4.2V。

均衡的原理是，当电池电压都小于4.2V时，并联稳压电路不起作用，充电电流都从电池上通过：如果电池不均衡，其中有一个先充满（到达了4.2V），那么并联稳压电路就开始工作，起到分流作用，会把电压一直稳定到4.2V，即充电电流就不再经过充满的电池了：原理就这么简单，再看看并联稳压电路的原理。

下面是单个的电路，TL431是基准电压，通过调节可变电阻，把电压调节到4.2V。

如果电池两端小于4.2V，TL431不吸收电流，即下面的Ib=0，所以Ic=0，三级管关闭，充电电流就还是通过电池。

如果电池两端到达4.2V，TL431开始吸收电流，Ib》0，充电电流（即Ic）通过三极管，就不通过电池了，即不再给电池充电了。

另外说明一下，这个电路中的三个串联的二极管IN4001，是起分压作用的，可以减少散耗在三极管TI P42上的功率。

如果不接这三个二极管IN4001，那么三极管TI P42上散耗的功率P=4.2V&TI mes;充电电流，加上之后，P=（4.2V-3&TI mes;0.7V）×充电电流最右边的发光二极管有指示作用，灯亮，表示电压已经达到4.2V，即这个均衡电路对应的电池已经充满电了。

实际做好的电路板：电路调试也比较简单，就是先不接电池，均衡电路直接接恒流电源（如果电源不支持恒流，可以串一个电阻，慢慢的把电源电压调上来）。

然后一个一个调节可变电阻，让每个均衡电路的两端都是4.20V.实际使用效果还不错，每个电池电压被严格限制到了4.20V。

4.2v锂电池充电电路图（二）锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应：Li+MnO2=LiMnO2该反应为氧化还原反应，放电。

(完整版)锂电池充电电路详解

锂电池充电电路图锂电池是继镍镉、镍氢电池之后，可充电电池家族中的佼佼者．锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。

一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池：锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。

充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。

放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。

所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。

因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。

锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。

镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。

镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。

二、锂电池的特点：1、具有更高的重量能量比、体积能量比；2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；4、无记忆效应。

锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；5、寿命长。

正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；6、可以快速充电。

与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。

三、锂电池的内部结构：锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。

正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。

负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。

电池内充有有机电解质溶液。

锂电池边冲边放电路

锂电池边冲边放电路
锂电池边充边放电路是一种特殊的电路设计，可以实现同时给锂电池充电和放电的功能。

一般情况下，锂电池边充边放电的电路由充电控制电路和放电控制电路组成。

充电控制电路通常包括锂电池充电管理芯片和充电电流控制器。

锂电池充电管理芯片负责监控电池的电压、电流和温度等参数，并根据这些参数控制充电过程中的电流和电压。

充电电流控制器则根据充电管理芯片的控制信号，调节充电电流的大小和充电时间。

放电控制电路通常包括放电电流控制器和电池保护电路。

放电电流控制器负责监控电池的电流，并根据设定的放电电流范围来控制放电电流。

电池保护电路则负责监控电池的电压和温度等参数，一旦参数超出设定的安全范围，保护电路会自动切断电池的放电和充电，以防止电池损坏或发生危险。

通过以上的电路设计，锂电池就可以实现在充电和放电之间的切换，实现边充边放的功能。

这在一些需要同时充电和供电的应用场景中非常有用，如无线耳机、便携式音箱等。

但需要注意的是，锂电池的边充边放电需要谨慎设计，以确保锂电池的安全和稳定运行。

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返回目录页先进的锂电池线性充电管理芯片BQ2057及其应用
北京理工大学机电工程学院魏维伟李杰
摘要：本文介绍美国TI 公司生产的先进锂电池充电管
理芯片BQ2057，利用BQ2057系列芯片及简单外围电
路可设计低成本的单/双节锂电池充电器，非常适用于
便携式电子仪器的紧凑设计。

本文将在介绍BQ2057
芯片的特点、功能的基础上，给出典型充电电路的设
计方法及应用该充电芯片设计便携式仪器的体会。

关键词：锂电池充电器 BQ2057
1 引言
BQ2057系列是美国TI 公司生产的先进锂电池充电管
理芯片，BQ2057系列芯片适合单节(4.1V 或4.2V)或
双节(8.2V 或8.4V)锂离子(Li-Ion)和锂聚合物(Li-Pol)
电池的充电需要，同时根据不同的应用提供了MSOP 、
TSSOP 和SOIC 的可选封装形式，利用该芯片设计的
充电器外围电路及其简单，非常适合便携式电子产品
的紧凑设计需要。

BQ2057可以动态补偿锂电池组的内
阻以减少充电时间，带有可选的电池温度监测，利用
电池组温度传感器连续检测电池温度，当电池温度超
出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。

内部集成的
恒压恒流器带有高/低边电流感测和可编程充电电流，
充电状态识别可由输出的LED 指示灯或与主控器接
口实现，具有自动重新充电、最小电流终止充电、低
功耗睡眠等特性。

2.功能及特性
2.1 器件封装及型号选择
BQ2057系列充电芯片为满足设计需要，提供了多种可
选封装及型号，其封装形式如图2－1所示，有MSOP 、
TSSOP 和SOIC 三种封装形式。

其型号如表2－1所示，
有BQ2057、BQ2057C 、BQ2057T 和BQ2057W 四种
信号，分别适合4.1V 、4.2V 、8.2V 和8.4V 的充电需
要。

BQ2057的引脚功能描述如下：∙
VCC (引脚1):工作电源输入； ∙
TS (引脚2):温度感测输入，用于检测电池组的温度； ∙
STA T(引脚3):充电状态输出，包括:充电中、充电完成和温度故障三个状态； ∙
VSS (引脚4):工作电源地输入； ∙
CC (引脚5):充电控制输出； ∙
COMP(引脚6):充电速率补偿输入； ∙
SNS (引脚7):充电电流感测输入； ∙ BA T (引脚8):锂电池电压输入；
2.2 充电状态流程
BQ2057的充电状态流程如图2－3所示，其充电曲线
如图2－2所示，BQ2057的充电分为三个阶段：预充
状态、恒流充电和恒压充电阶段。

2.2.1 预充阶段在安装好电池并加上电源后，BQ2057首先检查工作电压VCC，当工作电压过低时充电器进入睡眠模式，若工作电压正常，则检查电池温度是否在设定范围，若不正常则进入温度故障模式，否则检测电池电压VBA T，当电池电压VBA T低于低压门限V(min)时，BQ2057以恒流IREG10％的电流IPRE对电池预充电，
2.2.2 恒流充电
在完成对电池预充或电池电压VBA T低于恒压VREG 时，BQ2057进入恒流充电状态，此时由外部的感测电阻RSNS上的压降监控充电电流，该电阻可采取高/低边的连接方式，在高边电流检测中RSNS接在VCC和SNS引脚间，在低边电流检测中RSNS接在VSS和SNS引脚间，如图2－4所示，通过SNS引脚获得充电电流的反馈，感测电阻由公式（1）计算：
其中IREG为预期的充电电流，VSNS可在BQ2057的电特性表中查得。

2.2.3 恒压充电
当充电电压达到恒压VREG时进入恒压充电状态。

在整个工作温度和工作电压范围内，恒压精度高于±1%，BQ2057通过VBA T和VSS引脚监测电池组电压，当充电电流达到终止门限I(TERM)时停止充电，当电池电压低于重新充电门限电压V(RCH)时自动开始重新充电。

BQ2057除了能实现标准的4.1V、4.2V、8.2V 和8.4V电压充电外，还可以通过分压实现对非标准电压充电，其方法是用分压电阻实现的电池分压值作为BA T引脚的输入，如图2－4所示。

2.3 电池温度监测
BQ2057通过测量TS与VSS引脚间的电压实现对电池组温度的连续监测，常用热敏电阻作为温度传感器，并通过分压电阻实现，如图3－1所示。

分压电阻的阻值可根据参数计算。

BQ2057将该电压与内部的V(TS1)和V(TS2)门限电压比较以决定是否允许充电。

由于外部分压及内部门限电压均以VCC为参考，保证了温度检测电路不受工作电源VCC的波动影响。

当把TS引脚连到VCC或VSS时，可以禁止BQ2057的充电功能。

2.4 充电状态指示
BQ2057通过三态引脚STA T报告当前的充电状态：充电状态高电平、充电完成低电平、温度故障或睡眠状态高阻态。

当将STA T引脚与单LED或双LED反接方式连接时，可实现充电状态的LED指示，也可以将STA T口与仪器微控制器接口，微控制器通过识别STA T口的三种状态实现仪器的智能管理。

3．典型充电器电路设计
利用BQ2057设计的充电器电路简单，可广泛应用于目前的便携式电子系统的电源管理，对于便携式电子产品的紧凑设计很有意义。

采用BQ2057设计的锂电池充电电路可实现对1节或两节锂电池的充电，工作电源DC+根据充电锂电池组的电压选择，推荐工作电压4.5V～18V，电池组的正端电压PACK+接BA T引脚，TS引脚检测电池组的热敏电阻NTC通过分压电阻后的分压值，以此判断温度是否正常，BQ2057可设计由PNP晶体管或P沟道MOSFET管充电，在选择时应满足功耗要求，采用PNP 晶体管的充电电路参看图3－1，采用P沟道MOSFET 管的充电电路参看图3－2。

4．结束语
在我们所设计的便携式电子仪器中，选择了BQ2057W
芯片设计仪器的7.2V锂离子电池组充电电路，该充电
电路非常简单，整个充电过程及状态显示均由BQ2057
单独实现，整个电源管理模块简单可靠，该充电器电
路对于涉及到锂电池充电要求的电子系统设计很有价
值。