锂电池充电最优攻略:高效安全指南


锂电池充电要求大幅度修改版

锂电池在放电过程中,随着电量的释放,其电压会逐渐降低,电池的化学活性也会相应减弱。为了有效地保护锂电池的性能,锂电池的充电过程通常会遵循以下几个阶段进行管理:

  1. 涓流充电:对于电池电压低至 3V 的电池,采用低压预充的方式进行涓流充电,充电电流通常不超过 0.1C,一般设定在 0.05C 左右。待电池电压升至 3V 以上后,再进入标准充电过程。
  2. 恒流充电:电池电压达到 3V 后,以设定的恒定电流进行充电,典型设定为 0.2C~1C(例如,1000mAh 电池可设定为 100mA~1000mA),直至电池电压升至 4.20V。
  3. 恒压充电:当电池电压达到 4.20V 时,切换为恒压充电模式,保持电池电压恒定,电流会逐渐下降。
  4. 充电终止:当充电电流下降至预充电电流水平时,充电过程终止。

下图展示了锂电池的典型充电曲线:

锂电池充电

图中蓝色虚线表示充电电流,红色虚线表示锂电池电压,可以清晰地观察到四个充电阶段的变化过程。
通过上述过程的介绍,不难看出锂电池的正确充电过程具有一定的复杂性。实际应用中,通常采用专业的锂电池充电管理芯片来简化充电操作,确保锂电池安全、高效地充电。
单节线性锂电池充电芯片 TP4057
TP4057 是一款常用的单节线性锂电池充电芯片。利用 TP4057,我们可以轻松构建一个安全可靠的锂电池充电电路,延长电池使用寿命。
TP4057 的充电曲线与上述介绍的标准锂电池充电曲线基本一致。

锂电池充电

下图展示了 TP4057 的内部框图:

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TP4057 的引脚图及描述如下:

锂电池充电

锂电池充电

TP4057 的典型应用电路如图所示:

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恒流充电阶段的充电电流计算公式为:

Rprog=1000/IBAT (IBAT<=0.3A)

根据具体需求选择合适的 Rprog 电阻。Rprog 与充电电流之间的关系可参考下表:

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单节开关型锂电池充电芯片 ME4059
TP4057 是一款 500mA 的单节线性锂电池充电芯片。如果需要更大电流的充电方案,可以选择 ME4059 等开关型充电芯片。
开关型充电芯片不会受到过大电流流经芯片时产生的压降影响,相比线性充电芯片,开关型芯片可提供更高的充电效率。
ME4059 引脚信息如下:

锂电池充电

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ME4059 芯片的内部框图如下:

锂电池充电

ME4059 的应用原理图如下:

锂电池充电

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ME4059 锂电池充电芯片的工作流程与大多数锂电池充电芯片类似,大致如下:

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有关 ME4059 芯片的其他信息,请参阅其数据手册。本文仅介绍了单节锂电池充电方案,对于多节锂电池充电,充电原理基本不变,可参考网上提供的多节锂电池充电芯片资料。