4.2V单节锂电池充电电路(TP4056)、USB与锂电池切换电路分享
一、充电原理图
1、连接说明
BAT_VCC和BAT_GND连接电池
VUSB和GND连接USB电源
2、芯片介绍
a、DW01
DW01芯片是一种电池管理保护芯片,主要用于锂离子电池的保护和管理。DW01芯片具有以下特点:
- 电池电压保护:DW01芯片可以监测和保护电池的电压,当电池电压过高或过低时,芯片会切断电池的充放电,以保护电池避免过充或过放。
- 充电保护:DW01芯片可以监测和控制电池的充电过程,当电池电压充到设定的阈值时,芯片会切断充电,以防止电池过充。
- 放电保护:DW01芯片可以监测和控制电池的放电过程,当电池电压放到设定的阈值时,芯片会切断放电,以防止电池过放。
- 短路保护:DW01芯片具有短路保护功能,当电池短路时,芯片会切断电池的输出,以防止电池短路引发的危险。
- 温度保护:DW01芯片可以监测电池的温度,并在温度过高时切断电池的充放电,以防止电池过热。
总之,DW01芯片是一种可靠的电池管理保护芯片,可以提供对电池的多重保护,确保电池的安全和稳定运行。
b、8205S
8205为两个N沟道的mos管,它具有低导通电阻和高开关速度。
c、TP4056
TP4056是一种集成了线性充电管理芯片的单体锂离子电池充电模块。该模块主要用于单体锂电池的充电管理,具有充电电流可调的特点。
TP4056模块的工作电压范围为4.5V至5.5V,充电电流范围为0.1A至1A。模块内部集成了充电管理芯片,能够自动识别电池电压并控制充电电流。当电池电压低于设定值时,模块会自动开始充电,直到电池电压达到设定值后停止充电。
TP4056模块还具有过温保护、过电流保护和短路保护等保护功能。当温度过高或充电电流超过设定值时,模块会自动停止充电以避免损坏电池。同时,当短路发生时,模块会自动切断充电以保护电池和模块本身。
TP4056模块小巧易用,可以直接插入电池进行充电。其主要应用于便携式设备、电子产品、充电电池等领域。
3、电路解析
TP4056和DW01提供充电双重保护,DW01提供过放保护,当电池电压低于DW01设定的保护电压时,DW01会关断8205MOS管,断开电池负极和电源负极的连接从而保护电池。如下图:
二、USB与锂电池切换电路原理图
1、连接说明
VBAT连接电池
VUSB和GND连接USB电源
PWR_S1对负载供电
2、电路解析
a、USB插入
当usb插入时USB电压为5V 电池电压为4.2V,SS34压降为0.5V
usb电压5V减去二极管VD3压降0.5V输出4.5V,所以二极管VD4截止,Q9 PMOS管关断,负载由USB供电。
a、USB拔了
当USB拔出时由于下拉电阻R66存在所以USB端为0V,PMOS管打开,电流通过MOS管给负载供电。
c、VD4二极管的作用
在拔掉USB电源的瞬间,有没有可能MOS管Q9来不及打开,导致VBAT的电压没有及时切过来?
是有可能的。
MOS管Q9没有快速打开,VBAT供电不能及时续上来,会导致VOUT电压下降过多,VOUT的负载电路就可能工作异常。如果电路的负载较重,拉取的电流较大,尤其容易出现在供电电源切换时VOUT电压下降过多的问题。
怎么办呢?
1、可以加快MOS管打开导通的速度。方法是减小VUSB的滤波电容的容值,减小电阻R66的阻值,这都是让VBUS快速掉电,从而让Vgs快点到达令MOS管完全打开的电压。
2、在VOUT增加滤波电容,但是效果不怎么明显。
3、这是重点!可以给MOS管并联一个肖特基二极管。
上图方案就是采用第三点,给PMOS并联一个肖特基二极管,当PMOS没有完全导通是先有二极管给负载供电,PMOS完全导通后将二极管短路了。