Es versorgt das Schaltungssystem über die Lithiumbatterie mit einer Spannung von 3.3 V und hat die Funktion des USB-Ladens und der Überladungswartung.

USB-Laden wählt den TP4056-Chipschaltkreis zum Abschluss aus. TP4056 ist ein einzelliges Lithium-Ionen-Akku-Ladegerät mit stabilem Strom/stabilisierter Spannung. Die PMOSFET-Architektur wird intern ausgewählt und mit einer Anti-Reverse-Ladeschaltung kombiniert, sodass keine externe Isolationsdiode erforderlich ist. Die thermische Rückkopplung kann den Ladestrom aktiv anpassen, um die Chiptemperatur unter Hochleistungsbetrieb oder hohen Umgebungstemperaturbedingungen zu begrenzen. Die Ladespannung liegt stabil bei 4.2V und der Ladestrom kann extern über einen Widerstand eingestellt werden. Erreicht der Ladestrom nach Erreichen der Ladeschlussspannung ein Zehntel des eingestellten Wertes, beendet das TP4056 aktiv den Ladezyklus.

Wenn keine Eingangsspannung vorhanden ist, geht TP4056 aktiv in einen Niedrigstromzustand über, wodurch der Batterieleckstrom auf weniger als 2uA reduziert wird. Das TP4056 kann auch bei vorhandener Stromversorgung in den Shutdown-Modus versetzt werden, wodurch der Versorgungsstrom auf 55uA reduziert wird. Die Pin-Definition von TP4056 ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

Das USB-Ladeschaltbild sieht wie folgt aus:

Schaltungsanalyse: Header2 ist die Anschlussklemme, B+ und B_ werden separat mit Plus- und Minuspol der Lithiumbatterie verbunden. Pin 4 und Pin 8 von TP4056 sind mit der USB-Versorgungsspannung von 5 V verbunden und Pin 3 ist mit GND verbunden, um die Stromversorgung und Aktivierung des Chips abzuschließen. 1 Pin TEMP mit GND verbinden, Batterietemperaturüberwachung ausschalten, 2 Pin PROG Widerstand R23 anschließen und dann mit GND verbinden, der Ladestrom kann nach folgender Formel geschätzt werden.

Der 5-polige BAT versorgt den Akku mit Ladestrom und 4.2V Ladespannung. Die Kontrollleuchten D4 und D5 befinden sich im Pull-Up-Zustand und zeigen an, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist und der Ladevorgang läuft. Sie leuchtet auf, wenn der Pin des Verbindungschips niedrig ist. Pin 6 STDBY befindet sich während des Akkuladens immer im hochohmigen Zustand. In diesem Moment ist D4 ausgeschaltet. Wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist, wird er durch den internen Schalter auf niedriges Niveau heruntergezogen. In diesem Moment ist D4 eingeschaltet, was anzeigt, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist. Im Gegensatz dazu ist beim Batterieladeprojekt die CHRG-Uhr auf niedrigem Pegel, wenn Pin 7 eingeschaltet ist, und D5 ist in diesem Moment eingeschaltet, was anzeigt, dass er geladen wird. Wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist, befindet er sich in einem hochohmigen Zustand und D5 ist in diesem Moment ausgeschaltet.

Die Lithiumbatterie-Überladungs- und Tiefentladungs-Wartungsschaltung wählt den DW01-Chip aus und arbeitet mit der MOS-Röhre 8205A zusammen, um den Vorgang abzuschließen. DW01 ist ein Lithium-Batterie-Wartungsschaltungschip mit hochpräziser Spannungsüberwachung und Zeitverzögerungsschaltungen. Die Pindefinition des DW01-Chips ist in der folgenden Tabelle aufgeführt.

8205A ist ein erweiterter N-Kanal-Leistungs-FET mit Common Drain, der für die Batteriewartung oder Niederspannungsschaltkreise geeignet ist. Der interne Aufbau des Chips ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Der Lade- und Wartungskreis der Lithiumbatterie ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Schaltungsanalyse: Header3 ist ein Kippschalter, um zu steuern, ob Lithiumbatteriestrom verwendet wird.

Normalbetrieb der Lithiumbatterie: Wenn die Lithiumbatterie zwischen 2.5 V und 4.3 V liegt, geben beide Pins 1 und 3 von DW01 High-Pegel aus und die Spannung von Pin 2 beträgt 0 V. Gemäß dem Schaltplan von 8205A sind Pin 1 und Pin 3 von DW01 separat mit Pin 5 und Pin 4 von 8205A verbunden. Es ist ersichtlich, dass beide MOS-Transistoren leitend sind. In diesem Moment ist der Minuspol der Lithiumbatterie mit der Stromversorgungsmasse P_ der Mikrocontrollerschaltung verbunden und die Lithiumbatterie ist normal. unterstützt von.

Überladungswartungskontrolle: Wenn die Lithiumbatterie über den TP4056-Stromkreis geladen wird, erhöht sich die Lithiumbatterieleistung mit zunehmender Ladezeit. Wenn die Spannung der Lithiumbatterie auf 4.4 V ansteigt, denkt DW01, dass die Spannung der Lithiumbatterie bereits überladen ist, und manipuliert sofort Pin 3, um 0 V auszugeben, und der 8205A-Chip G1 hat keine Spannung, wodurch die MOS-Röhre verursacht wird stoppen. In diesem Moment ist die Lithiumbatterie B_ nicht mit der Schaltungsstromversorgung P_ des Einchip-Mikrocomputers verbunden, dh die Ladeschaltung der Lithiumbatterie ist blockiert und das Laden wird gestoppt. Obwohl die Überladesteuerschaltröhre ausgeschaltet ist, ist die Richtung ihrer internen Diode die gleiche wie die der Entladeschaltung, so dass, wenn eine Entladelast zwischen P+ und P_ angeschlossen ist, sie immer noch entladen werden kann. Wenn die Spannung der Lithiumbatterie niedriger als 4.3 V ist, stoppt der DW01 den Überladungswartungszustand. In diesem Moment wird die Lithiumbatterie B_ mit der Stromversorgung P_ der Mikrocontrollerschaltung verbunden und das normale Laden und Entladen wird erneut durchgeführt.

Tiefentlade-Wartungskontrolle: Wenn die Lithiumbatterie mit einer externen Last entladen wird, sinkt die Spannung der Lithiumbatterie langsam. DW01 erkennt die Spannung der Lithiumbatterie über den R26-Widerstand. Wenn die Spannung auf 2.3 V abfällt, denkt DW01, dass sich die Lithiumbatteriespannung bereits im Überentladungsspannungszustand befindet, und manipuliert sofort Pin 1 so, dass 0 V ausgegeben wird, und der 8205A-Chip G2 hat keine Spannung, wodurch die MOS-Röhre gestoppt wird. In diesem Moment ist die Lithiumbatterie B_ nicht mit der Schaltungsstromversorgung P_ des Einchip-Mikrocomputers verbunden, das heißt, die Entladeschaltung der Lithiumbatterie ist blockiert und die Entladung wird gestoppt. Bei Anschluss an die TP4056-Schaltung zum Laden steuert DW01, nachdem die Ladespannung über B_ erkannt wurde, Pin 1 so, dass ein hoher Pegel ausgegeben wird. In diesem Moment wird die Lithiumbatterie B_ mit der Stromversorgung P_ der Mikrocontrollerschaltung verbunden und das normale Laden und Entladen wird wieder durchgeführt.