Dostarcza napięcie 3.3 V do układu obwodów poprzez baterię litową i ma funkcję ładowania USB i konserwacji przeładowania.

Ładowanie przez USB wybiera obwód układu TP4056 do zakończenia. TP4056 jest jednoogniwową liniową ładowarką litowo-jonową o stabilnym prądzie/stabilizowanym napięciu. Architektura PMOSFET jest wybierana wewnętrznie i połączona z obwodem ładowania wstecznego, dzięki czemu nie jest wymagana zewnętrzna dioda izolująca. Termiczne sprzężenie zwrotne może aktywnie regulować prąd ładowania, aby ograniczyć temperaturę chipa podczas pracy przy dużej mocy lub w warunkach wysokiej temperatury otoczenia. Napięcie ładowania jest stabilne na poziomie 4.2 V, a prąd ładowania można ustawić zewnętrznie za pomocą rezystora. Gdy prąd ładowania osiągnie jedną dziesiątą ustawionej wartości po osiągnięciu końcowego napięcia ładowania, TP4056 aktywnie zakończy cykl ładowania.

Gdy nie ma napięcia wejściowego, TP4056 aktywnie przechodzi w stan niskiego prądu, zmniejszając prąd upływu baterii do mniej niż 2uA. TP4056 można również ustawić w trybie wyłączenia, gdy jest zasilanie, zmniejszając prąd zasilania do 55uA. Definicję pinów TP4056 przedstawiono w poniższej tabeli.

Schemat obwodu ładowania USB wygląda następująco:

Analiza obwodu: Header2 to zacisk łączący, a B+ i B_ są oddzielnie podłączone do dodatniego i ujemnego bieguna baterii litowej. Pin 4 i Pin 8 TP4056 są podłączone do napięcia zasilania USB 5 V, a Pin 3 jest podłączony do GND, aby zakończyć zasilanie i włączenie układu. Podłącz 1 pin TEMP do GND, wyłącz funkcję monitorowania temperatury akumulatora, 2 pin PROG podłącz rezystor R23, a następnie podłącz do GND, prąd ładowania można oszacować zgodnie z następującym wzorem.

5-pinowy BAT dostarcza prąd ładowania i napięcie ładowania 4.2 V do akumulatora. Kontrolki D4 i D5 są w stanie podciągania, wskazując, że ładowanie zostało zakończone i trwa ładowanie. Zaświeci się, gdy pin chipa połączenia będzie niski. Pin 6 STDBY jest zawsze w stanie wysokiej impedancji podczas ładowania akumulatora. W tej chwili D4 jest wyłączony. Po zakończeniu ładowania jest on obniżany do niskiego poziomu przez wewnętrzny przełącznik. W tym momencie dioda D4 jest włączona, co oznacza, że ​​ładowanie zostało zakończone. Wręcz przeciwnie, w projekcie ładowania baterii zegar CHRG jest na niskim poziomie, gdy pin 7 jest włączony, a D5 jest w tym momencie włączony, co wskazuje, że trwa ładowanie. Po zakończeniu ładowania znajduje się w stanie wysokiej impedancji, a D5 jest w tym momencie wyłączony.

Obwód konserwacji akumulatora litowego i nadmiernego rozładowania wybiera układ DW01 i współpracuje z lampą MOS 8205A, aby zakończyć. DW01 to układ do konserwacji baterii litowej z precyzyjnym monitorowaniem napięcia i obwodami opóźnienia czasowego. Definicję pinów układu DW01 pokazano w poniższej tabeli.

8205A to N-kanałowy tranzystor FET o zwiększonej mocy ze wspólnym drenem, odpowiedni do konserwacji akumulatorów lub niskonapięciowych obwodów przełączających. Wewnętrzną strukturę chipa pokazano na poniższym rysunku.

Obwód ładowania i konserwacji baterii litowej przedstawiono na poniższym rysunku.

Analiza obwodu: Header3 to przełącznik dwustabilny do kontrolowania, czy używana jest bateria litowa.

Normalna praca baterii litowej: Gdy bateria litowa ma napięcie od 2.5 V do 4.3 V, oba styki 1 i 3 wyjścia DW01 mają wysoki poziom, a napięcie na styku 2 wynosi 0 V. Zgodnie ze schematem 8205A, pin 1 i pin 3 DW01 są oddzielnie połączone z pinem 5 i pinem 4 8205A. Widać, że oba tranzystory MOS przewodzą. W tym momencie ujemny biegun baterii litowej jest podłączony do uziemienia zasilania P_ obwodu mikrokontrolera, a bateria litowa jest normalna. zasilany przez.

Kontrola konserwacji przeładowania: Gdy bateria litowa jest ładowana przez obwód TP4056, moc baterii litowej wzrasta wraz ze wzrostem czasu ładowania. Gdy napięcie baterii litowej wzrasta do 4.4 V, DW01 myśli, że napięcie baterii litowej jest już w stanie przeładowania i natychmiast manipuluje pinem 3, aby wyprowadzić 0 V, a układ 8205A G1 nie ma napięcia, powodując lampę MOS zatrzymać. W tym momencie bateria litowa B_ nie jest podłączona do zasilania obwodu P_ mikrokomputera jednoukładowego, to znaczy obwód ładowania baterii litowej jest zablokowany, a ładowanie zostaje zatrzymane. Chociaż rurka przełącznika kontroli przeładowania jest wyłączona, kierunek jej wewnętrznej diody jest taki sam jak w obwodzie rozładowania, więc gdy obciążenie rozładowania jest podłączone między P+ i P_, nadal może być rozładowywane. Gdy napięcie baterii litowej jest niższe niż 4.3 V, DW01 zatrzymuje stan konserwacji przeładowania. W tym momencie bateria litowa B_ jest podłączona do zasilacza P_ obwodu mikrokontrolera, po czym następuje ponowne normalne ładowanie i rozładowywanie.

Kontrola konserwacji nadmiernego rozładowania: Gdy bateria litowa zostanie rozładowana przy użyciu zewnętrznego obciążenia, napięcie baterii litowej powoli spadnie. DW01 wykrywa napięcie baterii litowej poprzez rezystor R26. Kiedy napięcie spada do 2.3 V, DW01 myśli, że napięcie akumulatora litowego jest już w stanie nadmiernego rozładowania i natychmiast manipuluje pinem 1, aby wyprowadzić 0 V, a układ 8205A G2 nie ma napięcia, powodując zatrzymanie lampy MOS. W tym momencie bateria litowa B_ nie jest podłączona do obwodu zasilania P_ mikrokomputera jednoukładowego, to znaczy obwód rozładowania baterii litowej jest zablokowany, a rozładowanie zostaje zatrzymane. Po podłączeniu do obwodu TP4056 w celu ładowania, po tym, jak DW01 wykryje napięcie ładowania przez B_, kontroluje pin 1, aby wyprowadzić wysoki poziom. W tym momencie bateria litowa B_ jest podłączona do zasilacza P_ obwodu mikrokontrolera i ponownie następuje normalne ładowanie i rozładowanie.