原標(biāo)題：單節(jié)18650鋰電池充電電路（原理圖+PCB）

單節(jié)18650鋰電池充電電路詳解（含原理圖、PCB及主控芯片介紹）

一、引言

18650鋰電池是一種廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電源、手電筒、電動(dòng)車等領(lǐng)域的電池，具有容量大、放電性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。為了確保18650鋰電池的安全、高效充電，需要設(shè)計(jì)專門的充電電路。本文將詳細(xì)介紹單節(jié)18650鋰電池充電電路的原理圖、PCB設(shè)計(jì)以及主控芯片型號(hào)和作用。

二、18650鋰電池充電電路的基本原理

18650鋰電池充電電路通常由充電控制芯片、電源指示燈、充電指示燈等元件組成。充電控制芯片是整個(gè)電路的核心，它可以監(jiān)測電池的電壓和充電電流，以確保電池的安全和充電效率。電源指示燈通常用于指示充電器的電源狀態(tài)，而充電指示燈則用于指示電池的充電狀態(tài)。

在充電過程中，充電控制芯片會(huì)根據(jù)設(shè)定的充電電流和終止電壓來控制充電過程。當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定的終止電壓時(shí)，充電控制芯片會(huì)減小充電電流，以維持電池電壓不變，直到充電結(jié)束。充電指示燈會(huì)在充電過程中亮起，而當(dāng)充電結(jié)束時(shí)，充電指示燈會(huì)熄滅。

三、主控芯片型號(hào)及其作用

18650鋰電池充電電路的主控芯片主要有TP4056和AX4054等，以下是這些芯片的詳細(xì)介紹。

1. TP4056

1.1 型號(hào)及規(guī)格

TP4056是一款適用于單節(jié)鋰離子電池的完整線性充電器，具有高達(dá)1000mA的可編程充電電流。其采用SOP封裝，具有恒定電流/恒定電壓操作，并具有可在無過熱危險(xiǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)充電速率最大化的熱調(diào)節(jié)功能。

1.2 作用及特點(diǎn)

• 高精度預(yù)設(shè)充電電壓：TP4056具有精度達(dá)到±1.5%的4.2V預(yù)設(shè)充電電壓，確保電池能夠充滿電而不會(huì)過充。

• 熱調(diào)節(jié)功能：通過熱調(diào)節(jié)功能，TP4056可以在無過熱危險(xiǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)充電速率最大化，確保充電過程的安全。

• 電池電量檢測：通過充電電流監(jiān)控器輸出，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的電量狀態(tài)。

• 自動(dòng)再充電：當(dāng)電池電壓降至一定閾值以下時(shí)，TP4056會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)再充電過程。

• 雙輸出指示：充電狀態(tài)雙輸出、無電池和故障狀態(tài)顯示，方便用戶了解充電狀態(tài)。

1.3 典型應(yīng)用電路

TP4056的典型應(yīng)用電路包括電池溫度檢測輸入端（TEMP）、恒流充電電流設(shè)置和充電電流監(jiān)測端（PROG）、電源地（GND）、輸入電壓正輸入端（Vcc）、電池連接端（BAT）、電池充電完成指示端（STDBY）、漏極開路輸出的充電狀態(tài)指示端（CHRG）以及芯片始能輸入端（CE）。

通過連接外部電阻、電容和LED等元件，可以構(gòu)建完整的18650鋰電池充電電路。

2. AX4054

2.1 型號(hào)及規(guī)格

AX4054是一款完整的單節(jié)鋰離子電池用恒定電流/恒定電壓線性充電器，具有高達(dá)800mA的可編程充電電流。其采用ThinSOT封裝，使得外部元器件數(shù)目較少，成為便攜式應(yīng)用的理想選擇。

2.2 作用及特點(diǎn)

• USB電源適配：AX4054專為在USB電源規(guī)范內(nèi)工作而設(shè)計(jì)，可以直接從USB端口給鋰離子電池充電。

• 高精度預(yù)設(shè)充電電壓：具有精度達(dá)到1%的4.2V預(yù)設(shè)充電電壓，確保電池能夠充滿電而不會(huì)過充。

• 充電電流監(jiān)控：通過充電電流監(jiān)控器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的充電電流。

• 自動(dòng)再充電：當(dāng)電池電壓降至一定閾值以下時(shí)，AX4054會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)再充電過程。

• 狀態(tài)引腳：具有一個(gè)用于指示充電結(jié)束和輸入電壓接入的狀態(tài)引腳，方便用戶了解充電狀態(tài)。

2.3 典型應(yīng)用電路

AX4054的典型應(yīng)用電路同樣包括電池連接端、輸入電壓正輸入端、電源地等關(guān)鍵引腳。通過連接外部電阻、電容等元件，可以構(gòu)建完整的18650鋰電池充電電路。

四、18650鋰電池充電電路的原理圖

以下是基于TP4056和AX4054的18650鋰電池充電電路的原理圖示例。

1. 基于TP4056的18650鋰電池充電電路原理圖

[電池溫度檢測輸入端（TEMP）] --- [電池（BAT）] --- [電源地（GND）]

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[恒流充電電流設(shè)置和監(jiān)測端（PROG）] --- [外部電阻] --- [GND]

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[輸入電壓正輸入端（Vcc）] --- [外部電源]

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[電池充電完成指示端（STDBY）] --- [LED] --- [GND]

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[漏極開路輸出的充電狀態(tài)指示端（CHRG）] --- [LED] --- [GND]

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[芯片始能輸入端（CE）] --- [外部控制信號(hào)]

2. 基于AX4054的18650鋰電池充電電路原理圖

[電池連接端] --- [電池（BAT）] --- [電源地（GND）]

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[輸入電壓正輸入端（Vcc）] --- [USB電源]

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[充電電流監(jiān)控器輸出] --- [外部電阻] --- [GND]

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[充電狀態(tài)輸出引腳] --- [LED] --- [GND]

五、PCB設(shè)計(jì)

在PCB設(shè)計(jì)中，需要確保各個(gè)元件之間的連接正確且可靠。以下是一些關(guān)鍵的PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1. 元件布局：合理布局各個(gè)元件，確保信號(hào)路徑最短，減少干擾。

2. 布線：采用較寬的布線，以減少電流損耗和發(fā)熱。

3. 接地：確保良好的接地設(shè)計(jì)，以減少噪聲和干擾。

4. 散熱：在需要散熱的元件附近添加散熱片或散熱孔，以提高散熱效果。

六、充電電路的定制需求

18650充電電路可以根據(jù)需要進(jìn)行定制，例如選擇不同的充電電流和終止電壓，以滿足不同的充電需求。在定制時(shí)需要考慮電池的容量、充電時(shí)間和充電效率等因素，以確保充電過程的安全和穩(wěn)定性。

七、充電電路的注意事項(xiàng)

1. 選擇合適的充電電流和終止電壓：根據(jù)電池的規(guī)格和實(shí)際需求，選擇合適的充電電流和終止電壓。

2. 防止過充和過放：過充和過放都會(huì)對(duì)電池造成損害，因此需要確保充電電路具有過充和過放保護(hù)功能。

3. 散熱：在充電過程中，電池和充電電路會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，因此需要確保良好的散熱設(shè)計(jì)。

4. 安全：確保充電電路具有短路保護(hù)、過流保護(hù)等安全措施，以防止意外事故的發(fā)生。

八、結(jié)論

18650鋰電池充電電路的設(shè)計(jì)涉及多個(gè)方面，包括主控芯片的選擇、原理圖的設(shè)計(jì)、PCB的布局布線等。通過合理的設(shè)計(jì)和選擇，可以確保18650鋰電池的安全、高效充電。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求和電池規(guī)格進(jìn)行定制和優(yōu)化，以滿足不同的使用場景和要求。

希望本文能夠?yàn)樽x者提供有用的參考和指導(dǎo)，幫助讀者更好地理解和設(shè)計(jì)18650鋰電池充電電路。