Prostřednictvím lithiové baterie dodává do obvodového systému napětí 3.3 V a má funkci USB nabíjení a udržování přebití.

USB nabíjení vybere obvod čipu TP4056 k dokončení. TP4056 je jednočlánková lithium-iontová baterie stabilní proud/stabilizované napětí lineární nabíječka. Architektura PMOSFET je vybrána interně a kombinována s obvodem proti zpětnému nabíjení, takže není potřeba žádná externí izolační dioda. Tepelná zpětná vazba může aktivně upravovat nabíjecí proud, aby omezila teplotu čipu při provozu s vysokým výkonem nebo při vysoké okolní teplotě. Nabíjecí napětí je stabilní na 4.2 V a nabíjecí proud lze nastavit externě přes odpor. Když nabíjecí proud po dosažení konečného nabíjecího napětí dosáhne jedné desetiny nastavené hodnoty, TP4056 aktivně ukončí nabíjecí cyklus.

Když není žádné vstupní napětí, TP4056 aktivně přechází do stavu nízkého proudu, čímž se snižuje únikový proud baterie na méně než 2uA. TP4056 lze také uvést do režimu vypnutí, když je k dispozici napájení, čímž se sníží napájecí proud na 55uA. Definice pinů TP4056 je uvedena v následující tabulce.

Schéma nabíjecího obvodu USB je následující:

Analýza obvodu: Header2 je spojovací svorka a B+ a B_ jsou samostatně připojeny ke kladnému a zápornému pólu lithiové baterie. Pin 4 a Pin 8 TP4056 jsou připojeny k USB napájecímu napětí 5V a Pin 3 je připojen k GND, aby se dokončilo napájení a aktivace čipu. Připojte 1 pin TEMP na GND, vypněte funkci sledování teploty baterie, 2 pin PROG připojte rezistor R23 a poté připojte na GND, nabíjecí proud lze odhadnout podle následujícího vzorce.

5pinový BAT dodává do baterie nabíjecí proud a nabíjecí napětí 4.2V. Kontrolky D4 a D5 jsou ve vysunutém stavu, což znamená, že nabíjení je dokončeno a nabíjení probíhá. Rozsvítí se, když je kolík spojovacího čipu nízký. Pin 6 STDBY je během nabíjení baterie vždy ve stavu vysoké impedance. V tuto chvíli je D4 vypnutá. Po dokončení nabíjení je vnitřním spínačem staženo na nízkou úroveň. V tuto chvíli svítí D4, což znamená, že nabíjení je dokončeno. Naopak v projektu nabíjení baterie jsou hodiny CHRG na nízké úrovni, když je kolík 7 zapnutý a D5 je v tuto chvíli zapnutá, což znamená, že se nabíjí. Po dokončení nabíjení je ve stavu vysoké impedance a D5 je v tuto chvíli vypnutý.

Obvod údržby přebití a nadměrného vybití lithiové baterie vybírá čip DW01 a spolupracuje s elektronkou MOS 8205A. DW01 je čip pro údržbu lithiové baterie s vysoce přesným monitorováním napětí a obvody časového zpoždění. Definice pinů čipu DW01 je uvedena v tabulce níže.

8205A je běžný sběrač N-kanálový vylepšený výkon FET, vhodný pro údržbu baterií nebo nízkonapěťové spínací obvody. Vnitřní struktura čipu je znázorněna na obrázku níže.

Obvod nabíjení a údržby lithiové baterie je znázorněn na obrázku níže.

Analýza obvodu: Header3 je přepínač pro ovládání, zda se používá lithiová baterie.

Normální provoz lithiové baterie: Když je lithiová baterie mezi 2.5 V a 4.3 V, oba kolíky 1 a 3 DW01 vydávají vysokou úroveň a napětí kolíku 2 je 0 V. Podle schematického diagramu 8205A jsou kolíky 1 a 3 DW01 samostatně připojeny ke kolíkům 5 a 4 8205A. Je vidět, že oba MOS tranzistory jsou vodivé. V tomto okamžiku je záporný pól lithiové baterie připojen k napájecí zemi P_ obvodu mikrokontroléru a lithiová baterie je normální. poháněno.

Kontrola údržby přebití: Když je lithiová baterie nabíjena prostřednictvím obvodu TP4056, výkon lithiové baterie se zvýší s prodlužující se dobou nabíjení. Když napětí lithiové baterie stoupne na 4.4 V, DW01 si myslí, že napětí lithiové baterie je již ve stavu přebití, a okamžitě manipuluje s kolíkem 3 na výstup 0 V a čip 8205A G1 nemá žádné napětí, což způsobí, že elektronka MOS zastavit. V tuto chvíli není lithiová baterie B_ připojena k napájení obvodu P_ jednočipového mikropočítače, to znamená, že nabíjecí obvod lithiové baterie je zablokován a nabíjení je zastaveno. Přestože je trubka spínače ovládání přebití vypnutá, směr její vnitřní diody je stejný jako směr vybíjecího obvodu, takže když je mezi P+ a P_ zapojena vybíjecí zátěž, může být stále vybitá. Když je napětí lithiové baterie nižší než 4.3 V, DW01 zastaví stav údržby přebíjení. V tomto okamžiku je lithiová baterie B_ připojena k napájecímu zdroji P_ obvodu mikrokontroléru a opět probíhá normální nabíjení a vybíjení.

Kontrola údržby při nadměrném vybití: Když se lithiová baterie vybije externí zátěží, napětí lithiové baterie bude pomalu klesat. DW01 detekuje napětí lithiové baterie přes odpor R26. Když napětí klesne na 2.3 V, DW01 si myslí, že napětí lithiové baterie je již ve stavu nadměrného vybití, a okamžitě manipuluje s kolíkem 1 na výstupu 0 V a čip 8205A G2 nemá žádné napětí, což způsobí zastavení elektronky MOS. V tuto chvíli není lithiová baterie B_ připojena k napájení obvodu P_ jednočipového mikropočítače, to znamená, že vybíjecí obvod lithiové baterie je zablokován a vybíjení je zastaveno. Když je připojen k obvodu TP4056 pro nabíjení, poté, co DW01 detekuje nabíjecí napětí přes B_, řídí kolík 1 tak, aby vydával vysokou úroveň. V tomto okamžiku je lithiová baterie B_ připojena k napájecímu zdroji P_ obvodu mikrokontroléru a opět probíhá normální nabíjení a vybíjení.