锂电池充放电电路设计与分析

Lithium battery charge

锂电池充放电电路

1. USB插入检测电路

1.1 FUSE1 : 自恢复保险丝，当后续的电路发生短路等故障时，自动启动保护作用来保护外围的电源，避免损坏。

因为经常出事故一般是电源出事故了，电源短路，如果你的电源没有保护功能，电源就可能发生烧坏等事故。因此，我们在设计 一款产品时，就要保证我们的内部电路不受损坏，同时也要保证不连累跟外接相连的其他外围电路。

选取FUSE为8v/1.1A的规格值，因为我们的这个电路正常工作时候，也就三四百毫安的电流，发生短路的时候，会瞬间产生较大的短路突变电流。

1.2

• 【100uf电解电容+ 1uf电容】 对USB输入电压进行稳压滤波。
• 【IS_USB_IN】当USB插入，连接三极管的基极的线路便有电流，驱动Q1导通，IS_USB_IN电位被接地的e极拉低。IS_USB_IN便可连接到MCU上作为检测USB是否插入进行判断，可用于充电动画等UI执行的条件、后期调试、售后产品检修等。

2. Battery充放电电路

2.1 连接PROG引脚的R2的值，决定充电电流，具体参照芯片手册。TEMP引脚可以检测电池温度，不需要该功能就直接接地。

2.2 充电状态可以通过CHRG#，STDBY#引脚检测。当处于充电中，CHRG#输出低电平；充电完成，STDBY#输出低电平。

2.3 【BAT_ADC】实时电池电压值。可以连接到MCU的ADC引脚，进行ADC相关转换配置后，提供给系统UI实时显示电池电压值。

2.4 两个P类型的MOS管的作用：

• PMOS-A : 默认状态下，USB未插入，USB_OUT = 0， PMOS-A通过一个下拉电阻R5下拉到地，PMOS-A的G端低电平，PMOS_A导通，电池电流通过PMOS-A, PMOS-B(假设总电源开关闭合)，给V_TO_SYS供电。

• PMOS-B的 通断由连接它G端的电源开关电路决定;

  • 开关未拨到GND端，PMOS-B的G端 被上拉电阻R6连接的电池总路或USB供电路拉到高电平，PMOS-B导通。

  • 开关拨到GND端，G被拉低，从而PMOS-B截止，V_TO_SYS无法获取电源，相当于系统关机。

• 当总电源开关SS12D11处于GND一端的前提条件下，两个MOS组合就实现了如下功能：

  1. 插入USB充电时候， PMOS-A截止，V_TO_SYS由 【 USB_OUT -> IN5158 -> PMOS-B -> 稳压滤波 -> V_TO_SYS 】供电，而不是电池供电，电池就安心地处于充电回路状态中。

  ​ V_TO_SYS供电线程

  

  ​ 电池充电线程

  

​ 而PMOS-A截止，同时还实现了防止【 USB_OUT -> IN5158 -> PMOS-A...】导通给电池回灌电流。

1. 当未插入USB的时候(初始状态)， 电池处于放电状态，PMOS-A导通, PMOS-B导通， V_TO_SYS 由 【 电池CN1正极 -> PMOS-A -> PMOS-B -> 稳压滤波 -> V_TO_SYS 】供电。

   电池供电线程

当然，V_TO_SYS（3.7V~4.2V区间波动）还需进行后续的升降压电路处理后，才能供给MCU以及相关器件合理且稳定使用。