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單節鋰電池供電電源電路設計,包括升壓、充電管理等電路設計

放大字體??縮小字體 發布日期:2019-09-05 14:02:09 ??來源:新能源汽車網??編輯:全球新能源汽車網??瀏覽次數:743
核心提示:2019年09月05日關于單節鋰電池供電電源電路設計,包括升壓、充電管理等電路設計的最新消息:  近來一直在做一款基于鋰電池供電的產品,對于電源部分的大致要求是這樣的:  1、 由單節可充電鋰電池供電;  2、 板子自帶充電管理模塊,可外接5V太陽能板或安卓手機充電器直接充
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  近來一直在做一款基于鋰電池供電的產品,對于電源部分的大致要求是這樣的:
  1、 由單節可充電鋰電池供電;
  2、 板子自帶充電管理模塊,可外接5V太陽能板或安卓手機充電器直接充電;
  3、 需要穩定輸出5V電壓,給5V模塊供電;
  4、 需要穩定輸出3.8V電壓,瞬間帶載能力2A以上,給4G模塊供電模塊供電;
  5、 需要穩定輸出3.3V電壓,給MCU和其他3.3V的電子模塊供電;
  首先,筆者通過查資料得知,一般標稱為3.7V的鋰電池的電壓范圍是在2.8V~4.2V,如果說想要得到穩定的5V、3.8V和3.3V電壓,顯然不能直接得到,需要借助特定電源芯片來實現。那么該如何選擇電源芯片呢?首先,要得到5V電壓的話,毋庸置疑,必須得用升壓芯片了。那么,3.8V和3.3V兩種電壓,是否可以直接由鋰電池經過LDO來實現呢?沒毛病,實現也確實能實現,只不過,似乎有點浪費鋰電池的電量,因為不管是哪款LDO,始終都是輸入電壓要高于輸出電壓的,這樣一來,以得到3.3V電壓為例,鋰電池的電壓最多放到3.3V多一點,就不能繼續得到穩定的3.3V電壓了,這樣顯然是不行的!
  思來想去,也只有采用“先升壓、再降壓”的方案了,選擇一款合適的升壓芯片,先將鋰電池的電壓升壓至5V,再通過降壓芯片,將電壓分別穩壓至3.8V和3.3V,這樣似乎就能滿足我們的要求了。
  當然,市面上的升壓和降壓的芯片確實是比較多,筆者之前嘗試過了一種方案,但是感覺不是特別好,于是,后面又找了另外一家的芯片。在廠家技術的指導下,對之前的電路進行了改善。那么廢話不多說,接下來,筆者就跟大家來分享一下我的這套方案。
  首先,是鋰電池充電管理部分,筆者選用的是TC4056A這款芯片來作為單節鋰電池的充電管理芯片:


  這款TC4056A也是市面上比較常見的一款單節鋰電池充電管理芯片,充電電壓固定在4.2V,最大充電電流可大1A,同時自帶鋰電池溫度檢測、欠壓閉鎖、自動再充電和兩個用于指示充電、結束的LED狀態引腳。眼尖的高手們或許發現了筆者電路上的一個問題,那就是,鋰電池充電部分并沒有帶保護電路,是不是有安全隱患?其實不然,因為筆者使用的電池是鋁包電池,而非18650那種鋰電池,這種鋁包電池本身就已經帶了保護板,所以筆者也就沒有再多此一舉了,那樣也浪費物料。


  接下來,我們就來看下升壓部分的電路,鋰電池升壓部分筆者采用了一顆型號為KF2185的同步升壓芯片,這款芯片的同步升壓效率最高可達94%,持續帶載能力可以達到2A以上,可調節電壓輸出,外圍電路也是很簡單。


  接下來,就是3.8V的穩壓芯片,筆者這里選用的也是一款可以電壓輸出的芯片KF7416,這款芯片的轉換效率也是最高可達到95%,外圍電路也是非常的簡單,SOT23-6的封裝,也算是很節省空間了。


  最后,就是3.3V電壓的穩壓電路了,關于3.3V電壓其實有兩種渠道可以獲得,一是從5V得到,另外一種就是從3.8V得到。由于筆者這里的3.8V是要給4G模塊供電的,而且,出于省電考慮,在平時用不上4G模塊的時候,是需要將4G模塊的電源單獨斷開的,而MCU和其他的3.3V的模塊又是需要一直上電的,因此,這里就不能直接用3.8V來穩壓了。關于3.3V的穩壓芯片實在是太多了,筆者也就隨手選了一個性價比還不錯的ME6211來使用了。


  另外順便提下,在有些鋰電池應用中,如果不需要用到其他的電壓而只需要用到3.3V的電壓時,我們也可以選擇一個自帶升壓降壓的芯片來實現,就無需先升壓再降壓了,比如,筆者了解到的KF3448這款芯片,就能達到我們的目的:


  當然咯,在選擇這些芯片的時候,很多時候還是要考慮帶載能力、功耗、體積、價格等方面的因素,大家在應用中還是要根據自己的實際情況作出合理的選擇,或許筆者的這個方案不是最優的,但是也可以作為一種參考,希望能給大家帶來幫助。


 

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關鍵詞: 鋰電池 鋰電池充電管理芯片 升壓電路 數碼 芯片


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