ولتاژ 3.3 ولت را از طریق باتری لیتیومی به سیستم مدار می رساند و عملکرد شارژ USB و تعمیر بیش از حد را دارد.

شارژ USB مدار تراشه TP4056 را برای تکمیل انتخاب می کند. TP4056 یک شارژر خطی با جریان/ولتاژ تثبیت شده با باتری تک سلولی لیتیوم یون است. معماری PMOSFET به صورت داخلی انتخاب شده و با یک مدار ضد شارژ معکوس ترکیب شده است، بنابراین نیازی به دیود ایزوله خارجی نیست. بازخورد حرارتی می تواند به طور فعال جریان شارژ را تنظیم کند تا دمای تراشه را در شرایط عملکرد پرقدرت یا دمای محیط بالا محدود کند. ولتاژ شارژ در 4.2 ولت پایدار است و جریان شارژ را می توان به صورت خارجی از طریق یک مقاومت تنظیم کرد. هنگامی که جریان شارژ پس از رسیدن به ولتاژ شارژ نهایی به یک دهم مقدار تنظیم شده برسد، TP4056 به طور فعال چرخه شارژ را خاتمه می دهد.

هنگامی که ولتاژ ورودی وجود ندارد، TP4056 به طور فعال وارد وضعیت جریان کم می شود و جریان نشتی باتری را به کمتر از 2uA کاهش می دهد. TP4056 همچنین می تواند در حالت خاموش شدن در صورت وجود منبع تغذیه قرار گیرد و جریان منبع تغذیه را به 55uA کاهش دهد. تعریف پین TP4056 در جدول زیر نشان داده شده است.

نمودار مدار شارژ USB به شرح زیر است:

تجزیه و تحلیل مدار: Header2 ترمینال اتصال است و B+ و B_ به طور جداگانه به قطب های مثبت و منفی باتری لیتیومی متصل می شوند. پایه 4 و پایه 8 TP4056 به ولتاژ منبع تغذیه USB 5 ولت و پایه 3 به GND وصل می شود تا منبع تغذیه و فعال سازی تراشه کامل شود. TEMP 1 پین را به GND وصل کنید، عملکرد نظارت بر دمای باتری را خاموش کنید، مقاومت 2 پین PROG R23 را وصل کنید و سپس به GND وصل کنید، جریان شارژ را می توان طبق فرمول زیر تخمین زد.

BAT 5 پین جریان شارژ و ولتاژ شارژ 4.2 ولت را به باتری می دهد. چراغ های نشانگر D4 و D5 در حالت pull-up هستند که نشان می دهد شارژ کامل شده و شارژ در حال انجام است. زمانی که پایه تراشه اتصال کم باشد روشن می شود. پایه 6 STDBY در طول شارژ باتری همیشه در حالت امپدانس بالا قرار دارد. در این لحظه، D4 خاموش است. هنگامی که شارژ کامل شد، توسط سوئیچ داخلی به سطح پایین کشیده می شود. در این لحظه، D4 روشن است، که نشان می دهد شارژ کامل شده است. برعکس، در پروژه شارژ باتری، ساعت CHRG زمانی که پایه 7 روشن است در سطح پایینی قرار دارد و D5 در این لحظه روشن است که نشان دهنده شارژ شدن آن است. هنگامی که شارژ کامل شد، در حالت امپدانس بالا قرار دارد و D5 در این لحظه خاموش است.

مدار تعمیر و نگهداری شارژ بیش از حد و تخلیه بیش از حد باتری لیتیوم تراشه DW01 را انتخاب می کند و برای تکمیل با لوله MOS 8205A همکاری می کند. DW01 یک تراشه مدار تعمیر و نگهداری باتری لیتیومی با مدارهای نظارت بر ولتاژ و تاخیر زمانی با دقت بالا است. تعریف پین تراشه DW01 در جدول زیر نشان داده شده است.

8205A یک FET توان افزایش یافته با کانال N تخلیه معمولی است که برای نگهداری باتری یا مدارهای سوئیچینگ ولتاژ پایین مناسب است. ساختار داخلی تراشه در شکل زیر نشان داده شده است.

مدار شارژ و نگهداری باتری لیتیومی در شکل زیر نشان داده شده است.

تجزیه و تحلیل مدار: Header3 یک سوئیچ کلید برای کنترل استفاده از باتری لیتیومی است.

عملکرد معمولی باتری لیتیومی: وقتی باتری لیتیومی بین 2.5 ولت و 4.3 ولت است، هر دو پایه 1 و 3 DW01 سطح بالایی دارند و ولتاژ پایه 2 0 ولت است. طبق نمودار شماتیک 8205A، پایه 1 و پایه 3 DW01 به طور جداگانه به پایه 5 و پایه 4 از 8205A متصل می شوند. می توان دید که هر دو ترانزیستور MOS در رسانایی هستند. در این لحظه قطب منفی باتری لیتیومی به زمین منبع تغذیه P_ مدار میکروکنترلر متصل شده و باتری لیتیومی در حالت عادی قرار دارد. توسط.

کنترل تعمیر و نگهداری اضافه شارژ: زمانی که باتری لیتیومی از طریق مدار TP4056 شارژ می شود، با افزایش زمان شارژ، توان باتری لیتیومی افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژ باتری لیتیومی به 4.4 ولت افزایش می یابد، DW01 فکر می کند که ولتاژ باتری لیتیومی از قبل در حالت شارژ بیش از حد است و بلافاصله پین ​​3 را دستکاری می کند تا خروجی 0 ولت داشته باشد و تراشه 8205A G1 ولتاژ ندارد و باعث ایجاد لوله MOS می شود. برای متوقف کردن. در این لحظه باتری لیتیومی B_ به منبع تغذیه مدار P_ میکروکامپیوتر تک تراشه وصل نمی شود، یعنی مدار شارژ باتری لیتیومی مسدود شده و شارژ متوقف می شود. اگرچه لوله سوئیچ کنترل اضافه شارژ خاموش است، اما جهت دیود داخلی آن مانند مدار تخلیه است، بنابراین هنگامی که یک بار تخلیه بین P+ و P_ متصل می شود، همچنان می توان آن را تخلیه کرد. هنگامی که ولتاژ باتری لیتیومی کمتر از 4.3 ولت است، DW01 وضعیت تعمیر و نگهداری اضافه شارژ را متوقف می کند. در این لحظه باتری لیتیومی B_ به منبع تغذیه P_ مدار میکروکنترلر متصل شده و شارژ و دشارژ عادی مجددا انجام می شود.

کنترل تعمیر و نگهداری بیش از حد تخلیه: هنگامی که باتری لیتیومی با بار خارجی تخلیه می شود، ولتاژ باتری لیتیومی به آرامی کاهش می یابد. DW01 ولتاژ باتری لیتیومی را از طریق مقاومت R26 تشخیص می دهد. هنگامی که ولتاژ به 2.3 ولت کاهش می یابد، DW01 فکر می کند که ولتاژ باتری لیتیومی از قبل در شرایط ولتاژ تخلیه بیش از حد است و بلافاصله پین ​​1 را برای خروجی 0 ولت دستکاری می کند و تراشه 8205A G2 ولتاژی ندارد که باعث توقف لوله MOS شود. در این لحظه باتری لیتیومی B_ به منبع تغذیه مدار P_ میکروکامپیوتر تک تراشه وصل نمی شود، یعنی مدار تخلیه باتری لیتیومی مسدود شده و دشارژ قطع می شود. هنگامی که برای شارژ به مدار TP4056 متصل می شود، پس از اینکه DW01 ولتاژ شارژ را از طریق B_ تشخیص داد، پایه 1 را برای خروجی سطح بالا کنترل می کند. در این لحظه باتری لیتیومی B_ به منبع تغذیه P_ مدار میکروکنترلر متصل می شود و دوباره شارژ و دشارژ عادی انجام می شود.