供电电路切换与锂电池充电电路设计

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大电流开关型锂电池充电电路的设计

大电流开关型锂电池充电电路的设计

大电流开关型锂电池充电电路的设计一、引言:随着科技的不断发展,锂电池成为了当今最为流行的电池类型之一、由于锂电池的高能量密度和长寿命特性,它被广泛用于移动设备、电动车辆和储能系统等领域。

为了提高锂电池的使用寿命和充电效率,设计一种大电流开关型锂电池充电电路变得至关重要。

二、锂电池工作原理:锂电池是一种充电和放电过程都基于锂离子在电极之间嵌入和脱离的电池类型。

充电过程中,电流通过电池时,锂离子从正极向负极嵌入,此时电池处于充电状态。

放电过程中,锂离子从负极向正极脱离,此时电池处于放电状态。

三、大电流开关型锂电池充电电路设计:1.充电模式切换为了实现大电流充电,充电电路需要具备切换充电模式的功能。

在锂电池的充电过程中,通常包括恒流、恒压和截止三个阶段。

设计开关型锂电池充电电路时,可以使用充电管理芯片来实现充电模式的自动切换。

2.恒流充电在恒流充电阶段,充电电流保持不变,直到锂电池电压达到一定值为止。

为了实现大电流充电,可以使用大功率MOS管来控制充电电流。

MOS 管的导通能力决定了充电电流的大小,因此需要选择导通能力较强的MOS 管。

3.恒压充电在恒流充电阶段,当锂电池电压达到一定值时,充电电路会自动切换到恒压充电模式。

在恒压充电阶段,充电电压保持不变,电流逐渐减小,直到充电电流接近于零为止。

4.截止充电当电池电压达到充电终止电压时,充电电路应当自动停止充电。

为了防止过充充电,可以加入过充保护电路,当电池电压超过充电终止电压时,保护电路会自动切断充电电路。

5.温度控制为了确保大电流充电过程中的安全和稳定性,可以考虑加入温度传感器和温度控制电路。

温度传感器可以实时监测电池温度,当温度超过预设值时,温度控制电路可以自动调节充电电流,以保护电池不受过热损坏。

四、结论:大电流开关型锂电池充电电路的设计旨在实现高效率、安全和稳定的充电过程。

通过合理选择充电管理芯片、大功率MOS管和温度控制电路等元件,可以实现恒流、恒压和截止三个阶段的充电模式切换,并确保充电过程中的安全和稳定性。

锂电池串联放电并联充电自动转换电路

锂电池串联放电并联充电自动转换电路

锂电池串联放电并联充电自动转换电路
锂电池串联放电并联充电自动转换电路的设计需要考虑多个因素,包括电池的电压、电流和充电管理。

以下是一个基本的电路设计概述:
1. 电源输入:电路需要一个电源输入,通常是一个电压源,用于为整个电路提供能量。

2. 电池串联放电:当电池串联放电时,所有电池的负极连接在一起,正极分别连接到电路的其他部分。

这样可以提供更高的电压,但电流会根据电池的数量而变化。

3. 电池并联充电:当电池并联充电时,所有电池的正极连接在一起,负极分别连接到电路的其他部分。

这样可以提供更大的电流容量,但电压会根据电池的数量而变化。

4. 充电管理:电路需要一个充电管理芯片,用于控制充电过程。

该芯片可以根据电池的电压和电流情况调整充电电流和电压,以避免过度充电或损坏电池。

5. 自动转换:电路需要一个自动转换器,用于在串联放电和并联充电之间自动切换。

该转换器可以根据电池的电压和电流情况以及外部输入信号进行切换。

6. 保护电路:为了保护电池和电路免受损坏,需要添加一些保护电路,如过流保护、过压保护和温度保护等。

需要注意的是,以上只是一个基本的概述,实际的电路设计可能因应用需求和电池规格而有所不同。

因此,在进行设计之前,建议仔细研究相关规格和要求,并参考相关设计资料和文献。

太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路

太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路

太阳能作为清洁能源之一,受到了越来越多的重视。

在太阳能发电系统中,充电和放电是其最基本的工作模式。

然而,由于太阳能发电系统的不稳定性,经常会出现光照不足或者夜晚无法继续发电的情况。

设计一种能够自动切换外部供电并进行充放电控制的电路就显得十分必要。

具体来说,太阳能发电系统通常由太阳能电池板、控制器、锂电池和逆变器等部分组成。

其中,太阳能电池板负责将光能转化为电能,充电器控制器则用于监控光照情况和电池充放电状态,而锂电池和逆变器则分别负责储存电能和将直流电转化为交流电以供使用。

为了实现太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路,我们需要考虑以下几个方面:1. 充电控制:- 在充电模式下,需要保证太阳能电池板能够将充足的电能输送给锂电池,同时避免过充的情况发生。

- 一般来说,充电控制可以通过控制器来实现,通过监测光照强度和电池电压来调节充电电流和电压,使其达到最佳状态。

2. 放电控制:- 在放电模式下,需要保证锂电池能够为逆变器提供足够的电能,并且避免电池过放造成损坏。

- 放电控制同样可以通过控制器来实现,通过监测负载情况和电池电压来调节放电电流和电压,使其处于安全合适的状态。

3. 外部供电切换:- 当太阳能电池板不能为电池充电时,需要自动切换到外部电源进行充电。

而当太阳能电池板能够继续发电时,则应自动切换回太阳能充电模式。

- 外部供电切换可以通过继电器或者智能控制器来实现,通过监测太阳能电池板输出和外部电源情况来进行切换控制。

要设计一个太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路,首先需要根据实际场景和需求确定合适的控制器和传感器,其次需要设计电路连接和控制逻辑,最后通过实验验证其性能和稳定性。

在实际工程中,为了提高系统可靠性和安全性,可以考虑使用多级保护措施,并在电路设计和选型上尽量选择稳定可靠的元器件和设备,另外也可以考虑加入远程监控和故障报警功能,以便及时发现和处理异常情况。

太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路设计是一个复杂而又有挑战性的工程,需要综合考虑充放电控制、外部供电切换和系统可靠性等方面,希望能够通过不断努力和创新,为太阳能发电系统的稳定运行和普及做出更大的贡献。

多路锂电池切换电路 -回复

多路锂电池切换电路 -回复

多路锂电池切换电路-回复多路锂电池切换电路是一种常用的电路设计,用于将多个锂电池连接并切换供电。

这种电路设计广泛应用于电动工具、无人机、移动设备等各种电子产品中,提供了高效可靠的电源管理解决方案。

本文将从多路锂电池切换电路的原理、设计要点和工作原理等方面进行详细介绍,帮助读者更好地理解和应用这一电路设计。

多路锂电池切换电路的原理是利用电源管理IC和MOS管等元件实现。

首先,我们需要选择适当的电源管理IC,其主要功能是监测锂电池的电压和电流,并根据参数设定对不同电池进行切换。

同时,MOS管则可以实现电池和负载之间的电流通断。

在设计多路锂电池切换电路时,有几个关键要点需要考虑。

首先是输入电压范围的选择,不同电子设备对输入电压的稳定性要求不同,因此需要根据需求选择合适的电源管理IC和MOS管。

其次是电流容量的匹配,不同锂电池的电流容量也不相同,需要设计合适的切换电路来满足负载的要求。

此外,尽量选择集成度高的元件,以减少电路的复杂度和体积。

多路锂电池切换电路的工作原理可以分为两个阶段:电池选通和电池充放电。

在电池选通阶段,电源管理IC会对不同电池的电压进行监测,并通过控制MOS管的开关状态来选择合适的电池供电。

在电池充放电阶段,当选择某个电池供电时,电源管理IC会监测电池的电流并根据电池的充放电状态进行相应的控制,以确保电池的安全和寿命。

值得一提的是,多路锂电池切换电路还可以结合功率管理单元来实现更高级的功能。

例如,可以利用功率管理单元对电池的功率消耗进行管理,以提高设备的续航时间;也可以实现智能电量均衡控制,确保每个电池的充放电状态均衡,延长电池的使用寿命。

在实际应用中,多路锂电池切换电路需要根据具体的需求进行设计和调试。

首先,需要合理选择适应不同负载需求的电源管理IC和MOS管,并根据电源管理IC的数据手册进行电路连接。

接下来,应进行电路的仿真和实际测试,以确保电路的稳定性和可靠性。

此外,还应注意电池容量和充放电速率的匹配,以免造成电池的过充、过放或过载等问题。

多路锂电池切换电路

多路锂电池切换电路

多路锂电池切换电路
标题:多路锂电池切换电路
简介:本文将介绍多路锂电池切换电路的原理和应用,以及注意事项和优势。

正文:
多路锂电池切换电路是一种常用的电路设计,用于在多个锂电池之间切换电源。

它可以实现电池之间的充电和放电平衡,有效延长锂电池的寿命。

首先,多路锂电池切换电路的原理是通过电路连接和控制,实现对锂电池的切换。

在充电时,电路将充电电流分配到不同的电池中,以保持它们之间的电荷水平一致。

而在放电时,电路会自动选择电荷最高的电池供电,以避免某个电池过度放电而损坏。

多路锂电池切换电路的应用广泛,特别适用于需要高电流输出和长时间使用的设备,如无人机、移动电源和电动工具等。

它可以大大提高设备的使用时间和稳定性。

然而,在使用多路锂电池切换电路时,需要注意以下几点。

首先,电路设计应合理,电池之间的连接和控制线路要可靠,以确保切换正常。

其次,为了避免电池损坏,切换电路应具备过放和过充保护功能,并且要根据不同类型的锂电池选择合适的充电和放电参数。

最后,要定期检查电池的状态,并及时更换老化或损坏的电池,以确保整个切换电路的可靠性和稳定性。

总结起来,多路锂电池切换电路是一种重要的电路设计,它可以实现对多个锂电池的切换和管理,提高设备的使用时间和稳定性。

然而,在使用过程中要注意合理设计和保护措施,以确保电路的可靠性和安全性。

锂电池充电电路及电源自动切换电路的设计

锂电池充电电路及电源自动切换电路的设计

BATTBATT-8.4V图1 锂电池充电电路原理图输入电源V in =24V ,充电电流1~1.5A,锂电池参数为8.4V,2.5A1、充电电流的设置恒流充电电流由下式决定:CSCH R mVI 200=,取A I CH 25.1=,得 Ω=16.0CS R选取R CS 参数为0.16Ω±5%/1W 实际使用电阻值为150mΩ,得A A R mV I CS CH 33.1150200200=== 2、充电结束电流的设置在恒压充电模式,充电电流逐渐减小,当充电电流减小到EOC 管脚的电阻所设置的电流时,充电结束。

充电结束电流由下式决定:610)314350(278.1×+×=CS EOC R R I ,R3取10K ,I EOC =0.2A 3、电感的选择在正常工作时,瞬态电感电流是周期性变化的。

在P 沟道MOS 场效应晶体管导通期间,输入电压对电感充电,电感电流增加;在P 沟道MOS 场效应晶体管关断期间,电感向电池放电,电感电流减小。

电感的纹波电流随着电感值的减小而增大,随着输入电压的增大而增大。

较大的电感纹波电流会导致较大的纹波充电电流和磁损耗。

所以电感的纹波电流应该被限制在一个合理的范围内。

电感的纹波电流可由下式估算:)1(1VCC V V Lf I BAT BAT L −×××=Δ其中:f 是开关频率,300KHz L 是电感值 VBAT 电池电压 VCC 是输入电压在选取电感值时,可将电感纹波电流限制在△IL =0.4×I CH ,I CH 是充电电流,得 L>34.2μΗ,实际取电感值为39μΗ。

4、电源自动切换电路VOUT给后续电路供电图2 电源自动切换电路当外部电源断开时,PMOS 管导通,由电池给外部系统供电,当外部电源接入时, PMOS 管关断,电池和系统电源之间断开,外部电源对系统供电。

请教电源切换电路,直流输入和锂电池之间切换如何设计最好。另请推荐2节锂电池的充电

请教电源切换电路,直流输入和锂电池之间切换如何设计最好。另请推荐2节锂电池的充电

请教电源切换电路,直流输入和锂电池之间切换如何设计最好。

另请推荐2节锂电池的充电转自:/thread-4517406-1-1.html1,系统为2节锂电池最高8.4V。

充电电流1.5A,充电工作在dcdc 模式,输入直流12V目前找到LTC4002,BQ24103等充电芯片。

感觉BQ24103比较好。

是否有更合适的充电芯片请推荐/2,系统在直流接入的时候,由外部直接供电,同时给锂电池充电。

如果外部电源取消,则由锂电池给系统供电。

原来的设计是单锂电,系统工作电流不大,基本就一个5819+mos来切换。

如下图,简单实用。

(原文件名:POWER.jpg)目前这个系统工作电流最大为5V/3A。

这样如果还用二极管的方法,那在二极管上的功耗感觉太大,热量是一个问题。

是否有更合适的切换方法。

请讨论。

本帖最后由 bart 于 2012-11-23 23:19 编辑电路是可以的,不过要考虑外接电源接上时的消抖问题。

挂一个电容会好些,如果再不行就要用ltc4412之类的了又想了一下,有点问题如果5V上升沿不够陡,在瞬间可能MOS还没完全关断时5V会向电池充电,这个就很危险了----------------------------------------------------------------------(原文件名:CN3002.JPG)λCN3002宽输入电压范围:7.5V 到28V λ对两节锂电池完整的充电管理λ充电电流达5Aλ PWM开关频率:300KHzλ恒压充电电压精度:±1%λ恒流充电电流由外部电阻设置λ对深度放电的电池进行涓流充电λ充电结束电流可由外部电阻设置λ电池温度监测功能λ自动再充电功能λ充电状态和充电结束状态指示λ软启动功能λ电池端过压保护λ工作环境温度:-40℃到+85℃应用:λ便携式DVD,对讲机λ笔记本电脑λ备用电池应用λ便携式工业和医疗仪器λ电动工具λ独立电池充电器。

(完整版)锂电池充电电路详解

(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。

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、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。

锂电池充电控制电路设计

锂电池充电控制电路设计

锂电池充电控制电路设计引言:随着电子产品的普及,锂电池作为一种高能量密度、长寿命、环保且容易充电的电源,被广泛应用于移动通信、电动工具等领域。

在设计锂电池充电控制电路时,主要需要解决锂电池的过充、过放、过流、短路等问题,以确保充电安全并延长电池寿命。

本文将从锂电池的基本原理入手,设计一个适用于锂电池充电控制的电路。

一、锂电池基本原理锂电池是一种通过锂离子在正、负极之间的氧化还原反应来存储和释放电能的装置。

典型的锂电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。

在充电过程中,锂离子从正极材料中脱嵌出来,通过电解液和隔膜迁移到负极材料中嵌入,释放出电子流。

而在放电过程中,锂离子则从负极材料中脱嵌出来,通过电解液和隔膜迁移到正极材料中嵌入,吸收电子流。

二、锂电池充电控制电路设计原则1.过充保护:在锂电池充电过程中,要防止充电电压超出锂电池的额定电压范围,以防止电池产生过热、气体、膨胀等情况,严重时可能导致电池短路、爆炸。

因此,需要设计过充保护电路,能在充电电压达到一定程度时,自动切断充电电源。

2.过放保护:过放时,电池内部化学反应可能会逆转,导致电池容量下降、内阻增加,影响使用寿命。

因此,在锂电池的输出电压降到一定程度时,需要设计过放保护电路,能自动切断电池输出电源。

3.过流保护:过大的充电电流会导致电池内部反应速度过快,可能产生气体和热量。

因此,需要设计过流保护电路,能在充电电流超过一定阈值时,自动切断充电电源。

4.短路保护:在短路情况下,电流会剧增,可能导致电池内部电解液发热、放出有害气体,甚至引发火灾风险。

因此,需要设计短路保护电路,一旦检测到短路情况,能够立即切断电池输出电源。

三、锂电池充电控制电路设计方案1.过充保护电路设计:过充保护电路一般采用开关电源和比较器组成。

当充电电压超出设定的阈值时,比较器输出高电平,触发开关电源关闭输出。

此外,可以通过使用可调稳压元件,根据不同锂电池的额定电压范围,设置不同的过充阈值,并实现阈值的可调。

两电池供电时的电源切换设计

两电池供电时的电源切换设计

两电池供电时的电源切换设计问题现象:如下图,大电池BAT1和小电池BAT2一起给系统供电,当用到低电状态拔下大电池时,系统直接关机。

客户要求:当拔掉大电池后,系统还能工作一段时间。

问题分析:从电路来看,大电池和小电池是并联在一起的,它们充电一起充,放电一起放,到低电状态时两种电池都电压较低,所以系统供电不足直接关机。

设计思路:为符合客户要求,设计成当大电池接上时,就让小电池不供电,就是说当放电时只有大电池放电,当充电时两者都能充电。

设计要求:从PCB板布局空间和生产成本上要求电路尽量简单,所用元器件量最少。

设计电路1:(1)如下图,大电池接口用的是刀片接口座,从上往下刀片对应原理图符号,第一片对应符号上的1、4,中间片对应符号上的3、6,第三片对应符号上的2、5。

(2)如下图是大电池及电池上的接口电路板,两个“+”号是连在一起的。

(3)没大电池时,刀口座上的第一片和中间片不会短路,即中间片是没电的,当接上电池后中间片有电压,应用这个功能来判断是否有大电池接入。

(4)在小电池供电上增加一个开关线路,用刀口座中间片来控制。

尽量用最少元件的前提下,如下图新增一个PMOS管Q4,G极串一个电阻R86到刀片座中间片,当大电池接入时Q4的G极为高电平,此时Q4不导通,所以小电池不供电;当大电池拔掉时Q4的G极由R87拉为低电平,这时Q4导通,所以小电池可以正常给系统供电,由于大电池的存在,小电池没怎么耗电,所以可以正常工作一段时间。

另外在充电中VBAT在给大电池充电的同时也可以通过Q4上的二极管导通过去给小电池充电,值得注意的是由于二极管有压降,所以小电池是充不满电的,但还是可以符合没大电池时可以工作一段时间。

上面的描述看起来还可以,但实际验证中,该电路行不通,那为什么呢?原因一,在两个电池都为4.0V以上时,拔插大电池确实可以正常控制Q4的开断,但随着大电池的耗电,电压在逐渐变低,而小电池的电压还没变化,直到G极的电压小于小电池电压很多时,这时Q4就失去了关断作用,所以小电池也同时放电。

简单可靠的锂电池充电方案(电路图)

简单可靠的锂电池充电方案(电路图)

简单可靠的锂电池充电方案(电路图)A:图1电路特点:相对简单,容易理解,元件容易取得,功能完善,特性理想。

Vin是直流,蒸馏稳压即可,但需要保证最小输入比vout 高2V。

图2为改进型,从功能上,可充1~4节锂电池(通过R2来转换),充电电流0.1~3A连续可调(通过R5),方式是高精度的恒流恒压(CC/CV)。

指示方面,分别用白色、红色、橙色、绿色LED指示电源、快充、慢充、充满、提供短路保护、过电压保护、反接保护、断电保护。

CC/CV方式本身保证充电不会过呀、过流。

图2电路的设计中,感觉比较得意的有两点:1.LED1和LED2兼做"与门"罗技。

2.充满指示,与电流设定值无关,都是到最大充电电流的5%,感觉不安的有:1.LED2必须用红色,要求5mA下压降不要超过1.8V,否则短路电流(设计为很小)仍然较大。

2.还是复杂了些(主要考虑在保证性能,功能前提下的简化问题)。

Q:那直接把LM324换成IM339不久可以了?还有,那个电流源怎么做?难道真的做个恒流电路?A:是的,LM324和LM339通用,开始我的确使用OC的LM339来解决"或"关系,但后来把LED插进来,发现也可以用LM324,而且我手边只有LM324,如果省去充电指示功能(很多充电器没有或者不是真正的,例如飞毛腿),可以用8脚的双比较器LM393,并可以省去另外4个元件。

电流源可以这样做:1.用成品电流源,我手里有两个。

2.用小功率结型场效应管,直接把S和G(即源极和栅极)接到一起。

3.用1个二极管、2个电阻和一个PNP三极管。

若不用恒流源也可以凑合使用,改为一个店主(1KΩ),但效果差一些。

Q:此电路充电电流也是0.6A吗?多长时间能充满7.2V、1360mAh的锂电池?A:电流是可以通过店主来调节的。

当调节到700mA时,充满为两个多小时,一般充电电流都取0.5C,太大了对寿命不理,太小了充电时间太长。

锂电池边冲边放电路

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。

电池备份电源供电自动切换及充电电路

电池备份电源供电自动切换及充电电路

电池备份电源供电自动切换及充电电路
电池在主电源失去时,对单片机的继续运行提供能源,此时的电池能源是非常宝贵的,往往都是以“uA”级进行计算。

而且还有一个不能避免的结果,就是随着保护时间的延长,电池的电量也会用完的。

所以,保护电路有一个最长保护时间的参数,使用中不能超过,否则,保护就会失效。

当电池经过保护时间的使用之后,就需要补充电能,以便下一次保护时能够“酒足饭饱”地投入保护工作。

所以,又有一个如何给电池充电的问题。

归纳一下:就是电池在主电源正常供电时,需要由主电源对其进行充电;当主电源失去一时,又由电池放电以保持单片机系统的运行。

下面就是一个标准的掉电保护电路。

(VCC = 6V
当主电源正常时,单片机由VCC5V电源供电,此时,VCC5V 电源通过D1 和R1 ,对保护用电池进行充电,以保证电池电量的充足。

适当选择R1 的大小,可以保证充电电流和充电时间都比较合理。

例如:需要对3V6 * 60mAH 的电池充电,充电时间选择在8 小时左右,我们就选择充电电流为8 mA,R1 =(6V - 0.6)/ 8(0.6 是串连二极管的导通压降)。

与电池并联的稳压二极管是防止电池过充电用的。

放电路径是:电池通过R1 R2 ,对单片机供电端口进行供电,供电电流通过R1 R2 之后,会有压降,到达单片机的VCC端口时,电压就会比3V6 低,一般会在
2V--2V5左右,不要企图在这个时候提高单片机的供电电压,这样反而会适得其反,令单片机仍然工作于正常供电状态。

对各单片机生产公司的各种单片机,这个低供电电压会有某些差别,调整电阻R2,在保证单片机能够保持运行的情况下,耗用电流越小越好。

锂电池串联放电并联充电自动转换电路

锂电池串联放电并联充电自动转换电路

锂电池串联放电并联充电自动转换电路锂电池串联放电并联充电自动转换电路是一种能够自动根据不同工作模式切换串联放电和并联充电的电路。

这种电路通常被广泛应用于一些需要高电压输出并且需要长时间运行的设备中,比如电动车、太阳能储能系统等。

锂电池串联放电并联充电的核心原理是借助于功率场效应管(MOSFET)来实现电路的自动切换。

功率场效应管是一种能够快速开关的半导体器件,通过控制其导通与截断状态,可以达到实现电路的切换和控制电流的目的。

在串联放电模式下,锂电池的正极和负极分别通过在电路中增加的功率场效应管连接到负载上。

这时,功率场效应管处于导通状态,电流可以顺利地通过锂电池和负载,实现了串联放电的功能。

同时,如果设备需要额外的电流供应,可以通过增加更多的锂电池进行串联。

在并联充电模式下,锂电池则通过功率场效应管连接到充电器的输出端。

这时,充电器为锂电池提供充电电流,同时功率场效应管处于导通状态,保证充电电流可以顺利流入锂电池。

在此模式下,可以通过并联电池的方式来提高充电电流,从而缩短充电时间。

为了实现串联放电和并联充电的切换,需要一个控制电路来控制功率场效应管的开关状态。

控制电路通常采用微控制器、电压比较器等元件搭建而成。

当控制电路检测到锂电池电压低于一定阈值时,将切换至并联充电模式;当电池电压高于一定阈值时,将切换至串联放电模式。

同时,在切换过程中需要保证锂电池和负载之间的断开时间不超过几十微秒,以保证设备的正常运行。

此外,锂电池串联放电并联充电自动转换电路还需要考虑对锂电池进行电流和电压的保护。

在放电模式下,需要保证电池电压不低于安全工作范围最低电压,防止电池过放;在充电模式下,则需要防止锂电池过充,通常采用过充保护芯片来实现。

综上所述,锂电池串联放电并联充电自动转换电路是一项非常重要的电路设计,能够有效保护锂电池并满足设备的需求。

该电路通过控制功率场效应管的开关状态,实现了锂电池的串联放电和并联充电的自动切换,同时通过保护电路对电池进行电流和电压的保护,确保电池的安全稳定运行。

一种简易锂电池恒流充电电路的设计

一种简易锂电池恒流充电电路的设计

一种简易锂电池恒流充电电路的设计手机电脑中的锂电池的充电需要恒流电流,而日常生活中我们所使用的是220V的正弦交流电。

为了给锂电池充电,我们需要将220V的正弦交流电转换成特定电压的恒流电。

我设计的一种转换电路如下,它包括变压器整流电路、恒流产生电路、自动断电电路、显示电路和电源电路5个部分。

变压器整流电路的功能是将220V 正弦交流电转换为合适的电流和电压信号,从而为后续电路提供信号。

晶体管电流源为电路产生恒定的充电电流。

利用三极管饱和导通时的电压特性实现自动断电电路的功能,从而实现当电池充满电时电路能够自动断开。

显示电路的功能是利用发光二极管将电路开始充电和结束充电的状态显示出来。

稳压电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电压。

变压器整流电路和稳压电源电路(如图虚线左边所示) ,其主要由变压器、二极管桥式电路、电容构成。

其中变压器采用常规的铁心变压器,并将普通的220V正弦交流电变为12V 正弦交流电,再通过二极管桥式电路进行整流和电容C1滤波。

整流信号由VC1引出。

在此基础上再接三端稳压器CW7812 及电容C3、C4 (如图虚线右边所示) ,这样整个电路就构成稳压电源电路。

由B点提供+ 12 V的直流电压。

如图二所示,由稳压管VZ1、晶体管VT1、电阻R1、电容C2构成的晶体管电流源提供恒定电流, I C≈I E = UV Z1 - UB E1 R1。

取稳压管电压为5V ,R1为51Ω,此时I C≈100 mA ,作为电路的充电电流。

如图三所示,自动断电电路是由三极管VT2、电压跟随器A1、电压比较器A2电阻R4、R5、R6、R7、R8、R11和可变电阻R P1构成。

当充电开始时,电压比较器输出高电平, V T2导通,V T1也导通,指示灯发光二极管亮,给电池充电。

可以先设定转换开关为1时给一节电池充电,转换开关为2时给二节电池充电,依次类推,实现对1至4节电池充电。

当电池充满时,电压比较器输出低电平,V T2截止,V T1不导通,发光二极管熄灭,充电完毕。

成熟好用的电池供电切换电路图

成熟好用的电池供电切换电路图

成熟好用的电池供电切换电路图
特点:
1、支持轻触开关、自锁开关
2、支持外接电源自动上电(焊接上D17即可实现)
3、支持待机常电输出
4、外接电源、锂电供电自动切换,由于PMOS内续流二极管的存在,切换过程不会出现电压跌落情况。

5、通过双PMOS背靠背连接,防止外接电源倒灌至锂电池
原理图如下,电源标号说明:
1、VCC_5V0 外接电源输入
2、LI_BAT 锂电池
3、VCC_SYS 主电源输出
4、VCC_SB 待机电源输出
控制接口说明:
1、EX_PWR_KEY 开关按键输入,外接轻触开关或自锁开关,低电平有效。

2、PWR_KEY_DET 开关按键检测,给单片机检测开关状态用,主要适用于采用轻触开关。

3、SYS_PWR_HOLD 电源保持,高电平有效,当采用轻触开关,或者系统想自己控制关机时有用
典型应用:
1、电源开关使用轻触开关,通过检测PWR_KEY_DET状态,控制SYS_PWR_HOLD,实现长按xx秒,系统开机,长按xx秒,系统关机。

2、车载设备,D17外接ACC信号,实现汽车点火,设备自动开机,汽车熄火,延时xx时间后,自动关机。

3、使用自锁开关,断开D17,不用PWR_KEY_DET 与
SYS_PWR_HOLD ,实现外接电源与内置电源自动切换,及小自锁开关控制大电流通断。

锂电池充电电路设计

锂电池充电电路设计

锂电池充电电路设计通常为了提高电池充电时的可靠性和稳定性,我们会用电源管理芯片来控制电池充电的电压与电流,但是在使用电源管理芯片设计充电电路时,我们往往对充电电路每个时间段的工作状态及电路设计注意事项存在一些困惑。

1、电池充电方式简介理论上为了防止因充电不当而造成电池寿命缩短,我们将电池的充电过程分为四个阶段:涓流充电(低压预充,此状态的电池电压比较低,实际使用时,建议将锂电池欠压保护点提高,避免电池出现过放电现象)、恒流充电、恒压充电以及充电终止。

典型的充电方式是:先检测待充电电池的电压,在电池电压较低情况下,先进行预充电,充电电流为设定的最大充电电流的1/10,当电池电压升到一定值后,进入标准充电过程。

标准充电过程为:以最大充电电流进行恒流充电,电池电压持续稳定上升,当电池电压升到接近设定的最大电压时,改为恒压充电,此时,充电电流逐渐下降,当电流下降至最大充电电流的1/10时,充电结束。

阶段1:涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。

在电池电压低于3V左右时采用涓流充电,涓流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举例,则涓流充电电流为100mA)。

阶段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。

电池电压随着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。

阶段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。

电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续充电电流由最大值慢慢减少,当减小到0.01C时,认为充电终止。

(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA。

)阶段4:充电终止——有两种典型的充电终止方法:采用最小充电电流判断或采用定时器(或者两者的结合)。

最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流减小到0.02C至0.07C范围时终止充电。

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供电电路切换与锂电池充电电路设计
目前市面上的充电管理IC,都是按照充电电池的充电特性来设计的。

充电电池根据充电介质不同,分为镍氢电池,锂电池等。

由于锂电池没有记忆效应,所以目前在各种手持设备和便携式的电子产品中,都采用锂电池供电。

由于锂电池的充电特性。

充电过程一般分为三个过程:
1.涓流充电阶段。

(在电池过渡放电,电压偏低的状态下)
锂电池一般在过渡放电之后,电压会下降到3.0V以下。

锂电池内部的介质会发生一些物理变化,致使充电特性变坏,容量降低等。

在这个阶段,只能通过涓涓细流缓慢的对锂电池充电,是锂电池内部的电介质慢慢的恢复到正常状态。

2.恒流充电阶段。

(电池从过放状态恢复到了正常状态)
在经过了涓流充电阶段后,电池内部的电介质可以承受较大的充电电流,所以这个时候外部可以通过大一点的电流对锂电池充电,以此缩短充电时间。

这个阶段的充电电流一般靠充电管理IC外部的一个引脚外接一个电阻来决定。

阻值大小则根据充电管理IC的datasheet上的公式来计算。

3.恒压充电阶段(已经充满85%以上,在慢慢的进行补充)
在锂电池的电容量达到了85%时候(约值),必须再次进入慢充阶段。

使电压慢慢上升。

最终达到锂电池的最高电压4.2V。

一般来说,锂电池都有一个BAT的引脚输出,这个BAT是连接到锂电池端的。

同时这个引脚也是锂电池电压检测引脚。

锂电池充电管理IC通过检测这个引脚来判断电池的各个状态。

在实际的便携式产品电路设计中,由于要求电池充电过程中,产品也要能够正常适用。

所以设计中采用以下电路方式实现才是正确的方式:
图一
A210电源供电图
外部电压5V通过D2送到开关SW2, 同时通过充电管理IC MCP73831来送到锂电池。

SW2的左边点电压为5V-0.7V=4.3V。

由于锂电池的电压不管在充满电或者非充满状态的时候,都低于SW2左边点电压4.3V。

所以D1是截止的。

充电管理IC 正常对锂电池充电。

假如不加二极管D2和D1, 后级LDO RT9193直接接在BAT引脚输出上,则会
是充电IC在通电的时候,会产生误判。

会出现接上5V的外接电源,但是锂电池不会进行充电,充电管理IC的LED灯指示也不对。

后级负载LDO也不会得到正常的输入电压(输入电压很小)。

在这种情况下,只要将充电管理IC的电压输入脚直接对BAT引脚短路连接一下,所有状态又正常,充电能进行,后级负载LDO工作也正常。

这是由于充电管理IC在接上电的瞬间,要检测BAT的状态,将LDO的输入引脚也连接到了BAT和锂电池正极连接的支路中,会影响到BAT引脚的工作状态,致使充电管理IC进入了涓流充电阶段。

将BAT引脚和充电管理IC的电压输入短路连接一下,使BAT引脚的电压强制性的升高,使充电管理IC判断为锂电池进入了恒流充电阶段,所以输出大电流。

能够驱动后级负载LDO等。

------------------------------------------------------------------------------------------------------另外:为了提高电源的利用效率,D1和D2要选用压降小的二极管。

如锗二极管,肖特基二极管,MOSFET开关管。

在需要电池切换的设计中,具有10mV 正向压降、没有反向漏电流的二极管是设计人员的一个“奢求”。

但到目前为止,肖特基二极管还是最好的选择,它的正向压降介于300mV到500mV之间。

但对某些电池切换电路,即使选择肖特基二极管也不能满足设计要求。

对于一个高效电压转换器来说,节省下来的那部分能量可能会被二极管的正向压降完全浪费掉。

为了在低电压系统中有效保存电池能量,应该选择功率MOSFET开关替代二极管。

采用SOT封装、导通电阻只有几十毫欧的MOSFET,在便携产品的电流级别下可以忽略其导通压降。

决定一个系统是否必需使用MOSFET来切换电源,最好对二极管导通压降、MOSFET导通压降和电池电压进行比较,把压降与电池电压的比值看作效率损失。

例如,把一个正向压降为350mV的肖特基二极管用来切换Li+电池(标称值3.6V),损失则为9.7%,如果用来切换两节AA电池(标称值2.7V),损失为13%。

在低成本设计中,这些损失可能还可以接受。

但是,当使用了高效率的DC-DC时,就要权衡DC-DC的成本和把二极管升级为MOSFET带来的效率改善的成本。

选不选用肖特基二极管和MOSFET,还要考虑到产品上所用电池的放电特性。

锂电池的放电特性如下:
从上图可以看出,锂电池在常温状态下,消耗了90%的电量的时候,电压还是会保持在3.5V左右,选择一个好点的LDO器件. 那么在3.5V的时候,输出电压还是会稳定在3.3V.
从实际测试LDO RT9193来看,负载电阻在50欧姆,负载电流60mA的时候,输入输入电压输出电压
2.8V 2.65V
3.4v 3.3V
4.0V 3.0V
, LDO的输出端依然可以稳定输出3.3V.从图一A210的供电电路分析,加上硅二极管D1以后, LDO输入电压=3.5---0.7V=2.8V. 这样只要模块烧录可以在2.4V左右工作的程序,硅二极管也可以在此电路中使用了.
不过, 从电路性能上来考虑, 使用锗二极管或者肖特基二极管是最好的选择.
具体采用什么电路设计,还需要根据自己的产品其他电路工作电压范围和特性, 成本等几方面考虑了.。

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