BQ2057锂电池充电器原理
锂电池充电器工作原理
锂电池充电器工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠锂电池充电器的工作原理。
你说这锂电池充电器啊，就好比是一个勤劳的小管家，专门负责给锂电池这个“小家伙”补充能量呢！想象一下，锂电池就像是一个饿了的小朋友，而充电器就是那装满美食的饭盒。
它是怎么工作的呢？其实啊，就是把电通过一些奇妙的电路和元件，稳稳当当地送进锂电池里。
这过程就像是给小朋友喂饭，得小心翼翼的，不能太多也不能太少。
充电器先把咱家里插座上的交流电，通过一些神奇的魔法，变成直流电。
这直流电就像是专门为锂电池定制的美食一样。
然后呢，它会根据锂电池的状态，调整电流和电压的大小。
就好像小朋友吃饭，有时候吃得快，有时候吃得慢，得看着来。
这里面可有不少门道呢！要是电流电压太大了，那可不行，就像给小朋友喂饭喂得太急了，会噎着。
太小了呢，又充得太慢，让人着急。
所以啊，这充电器可得聪明着呢！你看，这锂电池充电器虽然不大，可作用大着呢！没有它，咱那些手机啊、电脑啊、电动车啥的，不都得“罢工”啦？它就像是默默奉献的小卫士，守护着我们的电子设备。
而且啊，不同的锂电池充电器还有不同的特点呢！有的小巧玲珑，方便携带，就像个小机灵鬼；有的呢，功率强大，充电速度超快，就像是个大力士。
咱在选择充电器的时候，也得注意哦！可不能随便找一个就用，得找适合咱设备的，不然出了问题可就麻烦啦！这就好比给小朋友找食物，得找适合他吃的，不然吃坏了肚子可咋办？哎呀，这锂电池充电器的工作原理虽然不复杂，但也不是那么简单就能弄明白的呀！不过没关系，咱多了解了解，不就清楚啦！反正它就是那么神奇，那么重要，咱可离不开它呢！你说是不是？总之呢，锂电池充电器就是我们生活中不可或缺的好帮手，让我们的电子设备时刻保持活力。
所以啊，咱可得好好对待它，让它一直为我们服务呀！。
BQ2057
在设计该课题的充电器部分时，我们力求外围电路简单，方便紧凑，要求充电器具有自动充电，温度检测，三段式充电模式等功能，结合这些要求，我们选择BQ2057锂电池充电管理芯片。
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，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LE D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。
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；∙ STAT(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；∙ BAT (引脚8):锂电池电压输入；参考BQ2057的参数功能表（datasheet ），和锂电池的特性，我们选用BQ2057C 型号芯片，有关参数设计过程和外围充电电路分析如下：已知锂电池参数为：额定电压3.7V ，充电限制电压4.2V ，标称容量2000mAh ，数量为1节。
1.电源电压cc V 的选择：4.20.85.0cc bat g V V V V =+=+=，其中bat V 为芯片充电电压，g V 为MOSFET 管导通电压，取0.8V2.分压电阻参数的计算：锂电池的充电限制电压为标准充电电压，所以选BQ2057C 型号芯片，无需接分压电阻3.温度检测设计：选择NTC 热敏电阻，则温度检测分压电阻可根据下式计算：15**3*()TH TC T TC TH R R R R R =- 25**2*7*TH TC T TC TH R R R R R =- 其中TH R 为NTC 最高温度对应的阻值，TC R 为最低温度阻值。
锂电池充电电路及原理简介
锂离子电池的原理及充电器锂离子电池是前几年出现的金属锂蓄电池的替代产品，它的阳极采用能吸藏锂离子的碳极，放电时，锂变成锂离子，脱离电池阳极，到达锂离子电池阴极。
锂离子在阳极和阴极之间移动，电极本身不发生变化。
这是锂离子电池与金属锂电池本质上的差别。
锂离子电池的阳极为石墨晶体，阴极通常为二氧化锂。
充电时，阴极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。
放电时，锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子，并在阴极处合成锂原子。
所以，在该电池中锂永远以锂离子的形态出现，不会以金属锂的形态出现，所以这种电池叫做锂离子电池。
一、锂离子电池的充放电特性500mAh的AA型锂离子电池的充放电特性曲线如图1。
单只锂离子电池的充电电压最好保持在4.1V+50mV，充电电流通常限制在1C(500mA)以下，否则会造成锂离子电池永久性损坏。
锂离子电池通常采用恒流/恒压充电模式，即先采用1C的恒定电流充电，电池电压不断上升，当上升到4.1V时充电器应立即转入恒压方式(4.1V+50mV)，充电电流逐渐减小，当电池充足电时，电流降到涓流充电电流。
用此方法，大约两个小时电池可以充足(500mAh)。
锂离子电池放电电流不应超过3C(1.5A)，单体电池电压不应低于2.2V，否则会造成损坏。
采用0.2C的放电电流，电池电压下降到2.7V时，可以放出额定电池容量(500mAh)，采用1C的放电电流时，电池能够放出90%的电池容量，另外环境的温度对电池的放电容量也会产生影响，所以规定了锂离子电池放电时的温度为-20℃～+60℃。
锂离子电池的一个特点是比较容易显示剩余电量，因为锂离子电池的工作电压随时间徐徐下降，锂离子电池放电起始电压为4.1V(4.2V)，放电终止电压为2.5V。
二、锂离子电池的优缺点优点：1.工作电压高;2.体积小、重量轻、能量高;3.寿命长;4.安全快速充电;5.允许温度范围宽;6.放电电流小、无记忆效应、无环境污染。
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：。
锂电池充电器原理
锂电池充电器原理首先，电流控制是锂电池充电器的一个重要功能。
电流是指电荷通过导体的速度，也可以理解为单位时间内通过导体的电荷量。
锂电池充电器在充电时需要控制电流的大小，以保证充电效果和充电时间的控制。
在实际应用中，电流控制主要通过控制充电器的输出电流来实现。
实现电流控制的充电器一般会采用一个电流传感器来监测充电电流的大小。
电流传感器通常采用霍尔效应传感器或电阻传感器。
当充电电流超过设定的电流阈值时，充电器会自动降低输出电压，以控制充电电流的大小。
当充电电流低于设定的电流阈值时，充电器会相应增加输出电压，以提高充电速度。
这样就能够实现对充电电流的控制。
另外一个重要的原理是电压控制。
电压是指在一个电路中单位电荷所具有的能量。
在锂电池充电过程中，充电器需要根据锂电池的电压状态来调整输出电压，以保持合适的充电电压。
在充电时，锂电池的电压会逐渐上升，充电器需要不断调整输出电压以保持恒定的充电电压。
电压控制一般通过反馈电路来实现。
充电器会将一部分输出电压通过反馈电路返回，与参考电压进行比较。
当充电器输出电压高于参考电压时，反馈电路会使充电器减少输出电压，以降低充电电压。
反之，当充电器输出电压低于参考电压时，反馈电路会使充电器增加输出电压，以提高充电电压。
这样就能够实现对充电电压的控制。
此外，为了提高充电效率和保护充电设备，现代锂电池充电器还会配备一些安全保护措施。
比如过充保护功能，充电器会在电池充满后自动停止充电，防止过度充电导致锂电池损坏。
还有过流保护功能，充电器会在充电电流过大时自动减小电流输出，以避免充电器过载。
此外，还有过温保护功能，当充电器温度过高时会自动断电，以防止过热损坏。
总结起来，锂电池充电器原理涉及电流控制和电压控制。
电流控制通过电流传感器监测充电电流大小，动态调节输出电压以控制充电电流。
电压控制通过反馈电路将输出电压与参考电压比较，动态调节输出电压以保持合适的充电电压。
除此之外，充电器还会配备各种保护措施，以提高充电效率和安全性。
锂电池充电器工作原理详解
锂电池充电器工作原理详解锂电池充电器是一种用于给锂电池充电的设备，它采用特定的工作原理来确保锂电池充电过程安全和高效。
本文将详细解释锂电池充电器的工作原理，包括锂电池充电器的类型、充电过程中的控制电路、充电器的保护功能以及充电器的工作原理。
一、锂电池充电器的类型目前市面上常见的锂电池充电器主要分为恒流充电器和恒压充电器。
恒流充电器是通过控制充电电流来充电，当电池电压低于设定值时，充电器会提供最大充电电流直到电池电压达到设定值，然后逐渐减小充电电流直至充电结束。
而恒压充电器则是通过控制充电电压来进行充电，当电池电压接近设定值时，充电器会减小充电电流直至充电结束。
二、充电过程中的控制电路在充电过程中，充电器通过控制电路来监测和调节充电电流和电压，以确保充电过程稳定和安全。
其中包括恒流充电器的电流控制电路和恒压充电器的电压控制电路。
电流控制电路通常采用电流采样电路和反馈控制电路来实现对电池充电电流的精确控制，而电压控制电路则包括电压采样电路和反馈控制电路，能够确保充电电压稳定在设定范围内。
三、充电器的保护功能一款优秀的锂电池充电器应该具备多重保护功能，以保障充电安全。
充电器通常包括过电压保护、过电流保护、短路保护、过温保护等功能，当电池或充电器出现异常情况时，充电器会自动切断充电电路以防止安全事故的发生。
四、充电器的工作原理充电器的工作原理主要通过控制电路和功率转换电路来实现。
当充电器接通电源后，控制电路会进行初始化，监测电池电压、温度和其他参数，并根据设定值调节功率转换电路输出的电流和电压，开始充电过程。
在充电过程中，控制电路会不断监测电池状态并实时调节输出电流和电压，直到电池充满或充电结束。
通过保护电路对充电器和电池进行实时监测和保护。
锂电池充电器通过恒流或恒压充电原理以及相应的控制电路和保护功能来确保充电过程高效、安全和稳定。
有效的充电器工作原理能够延长电池寿命，提高充电效率，同时避免了电池过充、过放等安全隐患。
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。
镍氢电池但单体且不污染环境，具有较高的性能价格比，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。
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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；
BAT (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。
元件型号 充电电压
BQ2057 4.1V
BQ2057C 4.2V
BQ2057T 8.2V
BQ2057W 8.4V
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VBAT，当电池电压VBAT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VBAT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VBAT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BAT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STAT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。