使用TP4056制作的锂电池充电保护电路

九里人

　　本文所介绍的锂电池是指锂离子可充电池(也写作Li一l)。这种电池的优点很多。它具有工作电压高的特点，每节放电平台为3.6~3.7Ⅴ，比原来常用的镍铬、镍氢电池(每节1.2V)高得多。单位体积能量大，环保无污染。无记忆效应等优点。因此广泛用于手机、音响设备、电动车辆上。

但锂电池也是很“娇嫩”的。一是对充电要求很高，充电电压最高为4.2Ⅴ，不能过高，否则一次过充就可能使电池彻底“报废”，充电电流也不能过大。二是不能“过放”，尤其不能使电池短路，放电时不能使电池放电电压低于3Ⅴ。所以，在电池的外围，一定要加装许多保护电路。通常，低电压保护和过流保护集成在长条型的PCB板上，往往与电池封装在一起。而充电保护电路往往设计在充电器、充电宝(充电盒)中。本文重点介绍利用TP4056集成电路制作的充电保护电路。TP4056是一片1A线性锂离子电池的充电管理芯片。下图是一片成品PCB板。

　　这种电路是把来自充电器的5v直流电转换成4.2V给电池充电。左边是Micro USB接口的插座。如果用其它方法连接电源，可在“ⅰN+”接5Ⅴ电源的正极，“iN-”接电源负极。右面的集成块(IC)就是TR4056。最右侧标有“BTA+”的焊盘接锂电池的正极，“BTA-”接电池的负极。上面有两只发光二极管(LED)为充电指示，红色灯亮表明正在充电，绿色灯亮表明充电结束。

　　图为sop8封装的TP4056。可见底部白色部分为金属散热片，焊接时要把这部分焊在PCB的金属部分上，制作PCB板时，这一部分要多加一些过孔，以加強散热。

图为TP4056的各脚功能。

TP4056是一款比较简洁的充电保护IC，它内部集成了功率MOS管，不需另加隔离二极管。输出电压固定于4.2±1%，可见稳压精度很高，这对保护被充电池是很有利的。下图是使用TP4056的电原理图。

　　图中，两个LED是充电指示灯，充电时红灯亮，充满时绿灯亮，R1、R2为限流电阻。

R3为充电电流设置电阻。它的大小直接决定充电电流的大小。当R3=10k时，充电电流为130mA;当R3=5K时，充电电流250mA;当R3=2K时，充电电流为580mA;当R3=1.5K时，充电电流为780mA;当R3=1.2K时，充电电流为额定值1000mA。

输入电压，最大不要超过8v。

三个电容要靠近IC安装，以防自激。

　　以下两图均是简化板，下图取消了充电和充满指示灯。

　　上面电路保留了充电指示灯和热保护电路。图中的0.4Ω电阻是热保护动作电阻。两电路中的PR0G均为外设充电电流设置电阻，一般可用1.2K。

这种电路板的体积很小，价格也很便宜。如制作便携式电子装置，可从网上直接购买成品板，不必用TP4056搭接，这样可省事不少。

与TP4056特性相近的有TP4057，它的最大可充电流为500mA，而且是SOP23一6封装。下图为使用TP4057的电路。注意当设定电阻为1.6k时，充电电流为500mA。

　　图示为TP4057的外型。

　　新型的2A充电IC有SE9016，它是开关型充电电路，效率很高，这里就不介绍了。