一款基于锂离子电池移动电源设计
一款基于BQ24610的智能锂电池充电方案
一款基于BQ24610的智能锂电池充电方案
1.概述
随着移动电话、笔记本电脑、平板电脑等众多便携式电子设备的迅速普及应用，与之配套的小型锂离子电池、锂聚合物电池等二次电池的生产及需求量与日俱增，特别是锂离子电池体积小、重量轻;循环寿命长、充电可达几百次甚至上千次;自放电率低等优点广泛应用于可移动便携式电子产品中。
因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的，严格防止在电池的使用中出现过充电、过放电等现象。
目前比较成熟的锂电池充电管理方案就是基于笔记本电脑的方案，该类电源管理方案已经接近成熟，但是往往成本较高，不太符合应用于便携式分子筛制氧机设计中。
结合成本与性能的考虑，最后我们选择BQ24610 芯片作为主芯片，结合外围电路，来设计便携式分子筛制氧机电源管理模块。
BQ24610 是TI 公司生产，可以实现5V-28V 锂电池充电管理。
充电控制器与
传统的控制器相比较，效率更高，散热更少;充电电压及电流的准确度接近百分之百，有助于延长电池使用寿命;集成型独立解决方案可提高设计灵活性，缩小整体解决方案尺寸，更有利于广泛应用于便携式设备中;动态电源管理可在电池充电时仍可为系统供电，最大限度地提高适配器功率[3].本文就通过在实际中的探索，对电池充电控制器和选择器芯片BQ24610 的基本性能、工作原理、参数
设置及应用中出现的问题进行了分析，给出了相应的典型应用电路设计。
2.BQ24610 功能及特性
2.1 引脚介绍
ACN(引脚1)：适配器电流误差放大器负输入。
ACP (引脚2)：适配器电流误
差放大器正输入。
ACDRV (引脚3)：AC 或适配器电源选择输出。
CE(引脚4)：。
基于锂电池充电器的设计与制作 附原理图和PCB
基于锂电池充电器的设计与制作附原理图和PCB| By: xdy12530 ]由于我的四轮驱动机器人上采用了16.5V的锂电池供电，而市场上又没有该电池的充电器，使得充电让我很纠结。
无奈之下便设计了一款便携式简单型锂电池充电器。
解决的充电的烦恼。
该充电器可以输出100mA-1A可调的充电电流，输入电压为VIN>18V，可用笔记本上的19V电压充电。
充电时间一般按照充电输出电流的大小决定。
下面见图哦下面讲解一下电路的工作原理。
因为我是给16.5V的锂电池充电的，所以输入的电压为18V电压，也可以大于18V。
用笔记本上的充电器很不错哦。
输入电压18V经过1.5A的保险丝，二极管保护后到PNP功率管的输入端。
默认状态功率管是出于导通状态，因为LM324的1脚输出高，Q3三极管导通，PNP功率管基极拉低，功率管导通。
其中RL1电阻为1欧姆，是用来限流的。
通过对该电阻上的电压采样，然后经过LM324对基准电压的比较后取出一个电压值，由这个电压值控制功率管的输出电流，始终在一个极限电流上，或者说是短路电流上，我设置的为500MA。
大家可以调节可调电阻来调节短路电流。
另外还有一个对锂电池电压的采样，当电池没插入时，末级保护二极管通过两个电阻乘以功率管输出的17.5v电压进行分压后的一个电压值给LM324与基准比较输出给三极管，此时绿灯亮，当电池没电时充电插入充电座后，采样电阻R6,R7所采样到的电压变低，同时给LM324与基准电压比较后，红灯亮。
当充满电后采样部分的电压等于基准电压，绿灯变亮，此时充电完成。
但充电过程仍会以小电流的充电方式充电。
下面见实物图哦这是充电器的实物正面图，左边为DC18V输入，右边为VOUT充电输出接口，左边一个电位器调节输出电流，右边一个电位器调节双色LED状态门槛值。
这是电路板的反面PCB图，由于换了一个功率管，使得跟当初设计时的功率管的管脚有区别，所以做了一下小改动。
这是正在给我的电池充电，呵呵，现在是红灯，等充满电后会跳绿灯，同时锂电池的保护芯片自动工作，切断输入。
自制一个笔记本移动电源，走哪都不怕笔记本电脑没电了
自制一个笔记本移动电源，走哪都不怕笔记本电脑没电了
我们买的笔记本电脑，一般自带电池续航时间2到4个小时，出去用着用着就会没电，所以准备制作一个笔记本移动电源，它由16个18650锂电池和升压降压板组成。
做这个移动电源需要16节18650锂电池，拆机松下的比较便宜；锂电池保护板一块，升压模块一个，降压模块一个，电压电流表头一个，Lipo锂电池监视报警器一个，dc公头母头各两个，18650有条件
可以点焊，没条件就用电烙铁。
外壳用3D打印机打印的。
也可以买一个接线盒自己开孔，会比3D打印的好点。
接下来就是接线了，16节18650以4x4的方式拼成12伏，电压和容量都有提高，接上保护板，升压板用在电池输入部分，给电池充电的时候用，将压板用在电池输出部分，给笔记本充电用的，升压板和降压板输入端都需要接一个开关，避免慢慢耗光电池的电量。
DC母头输入输出端各一个；两个DC公头用电线连接起来组成公对公，用来给笔记本电脑充电。
接好线把这一大堆全部塞进这个小盒子里面，需要固定的地方用热熔胶固定，热熔胶是最方便。
最后盖上盖子，拧四颗小螺丝固定，就完工了。
美中不足的就是整个下来有点大。
移动电源方案
移动电源方案介绍移动电源是一种便携式的电力供应设备，它能够为各种移动设备如智能手机、平板电脑、数码相机等提供电力支持。
随着人们对移动设备的依赖度不断增加，移动电源方案也变得越来越重要。
本文将介绍移动电源的工作原理、常见的方案类型以及选择移动电源时需要考虑的因素。
工作原理移动电源的工作原理基于内置的电池单元。
当外部设备需要充电时，它们将通过移动电源的输出口连接到移动电源上。
移动电源内部的控制电路将监测充电电流和电池容量，并根据需要提供稳定的电源输出。
当移动电源的电池功率耗尽时，用户可以通过连接移动电源到电源适配器或电脑等外部电源设备来为其充电。
常见的移动电源方案类型锂离子电池方案锂离子电池是目前最常用的移动电源方案之一。
它具有高能量密度、轻巧和长寿命等优点。
锂离子电池能够提供较高的输出电流，并且具有较低的自放电率，这意味着即使长时间不使用，电池的电量也能够保持较稳定。
锂离子电池的缺点是其价格相对较高，而且需要注意使用过程中的安全性。
锂聚合物电池方案锂聚合物电池与锂离子电池相似，都属于锂电池的一种。
它们的区别在于锂聚合物电池采用了聚合物电解质而不是液体电解质，因此能够提供更大的能量密度和更轻薄的设计。
锂聚合物电池还具有更好的安全性能，避免了液态电解质可能引发的泄漏和爆炸等问题。
然而，锂聚合物电池的成本相对较高。
太阳能电池板方案太阳能电池板方案是为了追求可持续发展和环保而推出的一种选择。
移动电源内置了太阳能电池板，通过吸收太阳的能量来为电池充电。
这种方案具有便携性和环保性优势，适合户外使用。
然而，太阳能电池板的充电速度较慢，且在阴天或夜晚等条件下效果较差。
燃料电池方案燃料电池方案是一种较为新颖的移动电源方案。
它利用化学反应将燃料（如氢气）转化为电能，提供电池充电。
燃料电池移动电源具有高能量密度、充电速度快和环保等优势。
然而，燃料电池技术尚在发展阶段，成本较高且使用和维护较为复杂。
选择移动电源时需要考虑的因素在选择合适的移动电源时，需要考虑以下因素：1. 容量移动电源的容量是衡量其性能的重要指标之一。
一款基于锂离子电池移动电源的设计
ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｉ ｎｇ ａ ｎ ｄ Ｌ Ｍ２ ５ ９ ６ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ；ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｍｐａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｏ ｌ ｔ ｇｅ ａ ａ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｙ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｖ ｅ ｒ — ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｂａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｉ ｓ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｏ ｒ ｂ ｅ ｌ ｏ ｗ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ｎ ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｒ
机械与电子
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科技
・
探索・ 争鸣
款基于锂离子电池移动 电源的设计
TP4366同步四灯显1A移动电源方案_TP4366规格书_TP4366 PDF
注：上表中电池电压是 Typical 情况下标准电压。
Ver1.0
TPOWER Semiconductor
5
TP4366 1A 同步移动电源方案
封装外形尺寸
SOP8L
符号 A A1 A2 b c D E E1 e L
最小值 1.35 0.08 1.20 0.33 0.17 4.70 5.80 3.70 0.38 0
极限参数（注 1）
参数 所有引脚对 GND 储存环境温度 工作结温范围 HBM MM 额定值 -0.3~+7 -50~+150 -40~150 3000 300 单位 V ℃ ℃ V V
推荐工作范围
符号 VDD TOP 参数 充电输入电压 工作环境温度 参数范围 4.5~5.5 -20~85 单位 V ℃
毫米 标准值 1.60 0.15 1.40 4.90 6.00 3.90 1.27BSC. 0.60 -
最大值 1.77 0.28 1.65 0.51 0.26 5.10 6.20 4.10 1.27 8
注明:本公司对本文档有修改的权利,本公司对本文档的修改恕不另行通知。
Ver1.0
TPOWER Semiconductor
公司名：深圳市升邦科技（TPOWER一级代理商） 联系人：胡先生 Q Q: 13322930472
应用
移动电源
2355540888 0755-85298367
电 话:
典型应用电路
Ver1.0
TPOWER Semiconductor
1
TP4366 1A 同步移动电源方案
管脚
管脚描述
管脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 管脚名 称 OUT BAT SW GND SWT VDD LED2 LED1 描述 升压输出正极端以及输出电压采样端 锂离子电池正极 升压功率 NMOS 的漏极 芯片地 接按键和手电筒 LED 灯，短按按键显示电量，长按按键 2S 手电筒打开或关闭 电源输入端 LED 驱动端 LED 驱动端
移动电源的设计方案草案
移动电源的设计方案草案
摘要：
移动电源是一种便携式电源设备，用于为移动设备如手机、平板电脑等充电。
本文旨在提出一种移动电源的设计方案草案，包括设计目标、结构设计、电路设计和安全性考虑等方面的内容。
一、设计目标
1. 高效充电：移动电源应能够高效地为移动设备充电，提供稳定的电流和电压输出。
2. 大容量电池：移动电源应配备高容量的电池，以提供更长的使用时间。
3. 多功能设计：移动电源应具备多种充电接口，能够兼容不同品牌和型号的移动设备。
4. 轻便设计：移动电源应采用轻巧的设计，方便携带和使用。
5. 安全可靠：移动电源应具备过充保护、短路保护、温度保护等安全功能，确保用户的使用安全。
二、结构设计
移动电源的结构设计主要包括外壳、电池、电路板和接口等部分。
1. 外壳设计：外壳应采用耐磨损、防污染的材料，具备良好的手感和外观。
2. 电池设计：电池应选择高品质的锂离子电池，具备大容量和长寿命。
电池安装应采用防震设计，以避免在移动过程中对电池的损坏。
3. 电路板设计：电路板应设计合理布局，确保电路的稳定性和可靠性。
板上应包括充电管理芯片、DC-DC转换器、电池保护芯片等关键元件。
4. 接口设计：移动电源应配备USB接口、Type-C接口等多种充电接口，以满足不同移动设备的充电需求。
三、电路设计
移动电源的电路设计主要涉及充电管理和电池保护。
便携式锂离子动力移动电源系统的设计与研究
与研究 。
关键词 ： 锂离子动力电池 ； 军用便携式移动电源 ： 结构设计 中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ６ ； Ｔ Ｍ９ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ３ ９ ９ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ７ ８ — ０ ３
摘
要： 随着数字技 术的发展和应用 ， 模 块化 电源已经应用到监视 、 侦察 、 预 警通信、 战机指挥等各个方面。 电源作为信息
技术装备的命脉， 能否连续可靠、 安全灵活的供 电至关重要 ， 是信息技术装备 密不可分的一部 分。利 用锂 离子动力 电池
来研制 军用便携式移动电源 ， 能极大地提 高军用通讯装备 的战场生存能力。 对 军用便携式锂 离子动 力移动 电源系统的
２ ． Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ａｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ｉ ｔ ｈ ｉ ｕ ｍ Ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ Ｃｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｈｅ ’ ｎ ａ ｎ Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ０ ９，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
３ ． Ｉ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｌ ＹＣ Ｂ ｅ ａ ｉｎ ｒ ｇ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｈｅ ’ ｎ ａ ｎ Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ３ ９ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ｌ ａ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ，
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一款基于锂离子电池移动电源的设计
【摘要】设计了一种基于锂离子电池给手机充电的电源，主要采用7805稳压管和达林顿管配合限流和lm2596开关稳压管稳压；利用电压比较器检测电池两端电压设计过充过放保护电路和电量
显示电路，当电池电压高于或低于检测点，则启动保护或显示电量。
本移动电源成本低廉，携带方便和转化率高等特点。
【关键词】移动电源；稳压；限流；电子设计
a lithium-ion battery based on the design of mobile power yang rui-xin deng hua-jun deng ji-xuan
（anshun university， anshun guizhou 561000，china）【abstract】the design of a lithium-ion battery-based power supply to charge the phone， mainly 7805 and darlington regulator with current limiting and lm2596 switching regulator regulator； utilization voltage comparator detects the voltage across the battery designed charge and
over-discharge protection circuit and the battery indicator circuit， when the battery voltage is above or below the detection point， then start protection or display power. the mobile power， low cost， easy to carry and high conversion rate and other characteristics.
【key words】mobile power；regulator；limiting；electronic design
智能手机逐渐成为日常生活中的“必要装备”，为解决其电池消耗大、待机时间短的问题，设计出一款便携式充电电源。
1 设计中的技术规范分析
1.1 锂离子电池的技术规范
标准充电电流，400ma～600ma，快速充电电流，小于1a。
标准放电电流，440ma恒流放电，至电池电压为2.75v[1]，充电电压通常不要超过电池额定电压的3/2为佳[2]。
为了防止锂电池过度充电，需要对锂电池接过充保护电路，当电压超过过充电压检测点（4.25v）时，电路自动切断，充电器此时停止对电池充电。
为了防止锂电池过度放电，需要对锂电池接过放保护电路，当电池电压低于过放电压检测点（2.7v）时，电路自动切断，电池不再对外供电。
为了防止短路，锂电池接短路保护电路，即在锂电池被短路时，保护ic检测电池电流，若超过检测点电流，电路自动切断[3]。
1.2 手机充电器相关技术指标
智能机，通常充电电流为700ma左右，并且充电电压必须恒定。
对手机进行充电，电源的电压、电流、及纹波相关的技术指标[4]。
表1 手机充电器技术指标
2 设计方案可行性分析
2.1 系统框架图
图1 系统框架
如图1所示，设计主要由六大块组成，其中过充保护电路、过放
保护电路和电量显示电路模式基本一致，电路设计简单，但对于输入输出电路而言，根据电池组的组合方式不同，就有不同的电路设计方案，其主要分为升压和降压两大类：
本移动电源选择降压设计方案，为了减轻重量，充电流限电路可设在移动电源外部。
2.2 稳压性
采用lm2596-5v稳压，该管具有输出线性好且负载可调节的特点，输出电流可达3a，输入电压可达40v ，还具有过热保护和限流保护功能，其待机能耗低、发热量低且转化率高，外围电路简单，仅需 4个外接元件即可，最重要的是该管具有开关功能，制作开关电源的[5]。
2.3 限流
为了防止输出电流过大而损坏用电器，故输出电流要限制在1a
以内，本设计中采用三端稳压管和三极管配合限流，三极管基极接可调电阻，调节基极电流从而限制发射极电流，三端稳压管出于悬浮状态，仅仅保证三极管集电极与发射极两端电压稳定不变，这样一来，哪怕电池组电压随放电而降低，三极管两端电压始终保持不变[6]，因此，发射极的最大电流就始终保持不变，从而起到限流作用。
3 电路设计
输入电路与过充保护电路，加入输出电路、过放保护电路和电量显示电路整合后得到最终设计电路图如图2所示，其中，将电量显
示电路中的四运算放大器的1脚与3脚间加反馈电阻r17，构成同相输入迟滞比较器，再输出连接到比较器lm311反相输入端进行反相转换，再由lm311，输出连接到稳压芯片5脚，构成过放保护电路。
为不影响电量显示，将led4与输出端相连。
图2 电路设计原理图
3.1 输出、过放保护电路放保护电路主要是将之前的比较器的输出电压通过反馈网络（r4）加到同相输入端，形成正反馈，由于参考电压由稳压二极管获得，所以若将参考电压加到同相输入端，则反馈无效，所以，须将比较电压加到同相输入端，将参考电压加到反相输入端，构成同相输入迟滞比较器。
3.2 输入、过充保护电路
输入电路与过充保护电路是根据输出电路和过放保护电路设计所得，采用lm2596稳压，此时应连接成输出可调电路，在之前的基础上增加一个1k电阻r3在4脚接地，4脚反馈网络中增加一个可调电阻r，同时并联一个电容即可，其输出电压为：
u=（1+r/r3）*5v
将比较器输出端与稳压管5脚连接即可完成过充保护。
3.3 电量显示电路
lm324为带有差动输入的四运算放大器，参考电压为5.1v接在反相输入端，检测电压接到同相输入端，电路分四段显示，小于8.4v 时灯都不亮，表示电池电量为0%；8.4v至9.1v亮一个灯，表示电池电量为0%-25%；9.2v至10.1v亮两个灯，表示电池电量为
25%-50%；10.2v至11v亮三个灯，表示电池电量为50%-75%；11v 以上亮四个灯，表示电池电量为75%以上。
4 结语
设计根据移动电源的要求，通过探究锂电池的使用规范和了解手机充电需求，得出系统框架图，再通过分析充放电需求、过充和过放保护功能，在符合转化率与散热及封装要求的前提下，提出不同的设计方案，经过多次测试后，确定最终方案，从而做出最终产品。
最终产品以三节锂电芯作为储能元件，容量理论值为6000ma，但实际测试只有5000ma，可供容量为1900ma的手机充电两次，转化率达80%，输出电压为5v，输出电流小于1.5a。
其操作简单，只有一个开关按钮，并且在体积和重量方面都符合实际要求。
移动电源设计的降压方面的一次设计尝试，虽然达到了移动电源的各项指标，但还有很多不足之处，主要是容量较小且存在微小的发热问题。
在今后的研究中，解决上述问题并且提高其性能和容量。
解决移动电源容量较小的根本问题。
【参考文献】
[1]郭炳焜.锂离子电池[m].长沙：中南大学出版社，2009.
[2]马玉林，尹鸽平.提高锂电池过充安全性研究进展[j].电源技术，2011，01，20.
[3]王骥，黄慧.手机锂电池充放电过程研究[j].大学物理实验，2009，12.
[4]李旭森.手机电池性能测试及方法探讨[j].科技与企业，2013，02.
[5]胡黄芳.大功能智能充电器与开关稳压电源的研究及设计[d].广东工业大学，2008，05，01.
[6]胡宴如，耿苏燕.模拟电子技术基础[m].2版.北京：高等教育出版社，2010.
[责任编辑：王静]。