锂电池充电详解及设计参考

本文介绍内容如下：

1. 锂电池充电要求
2. 单节线性锂电池充电芯片TP4057
3. 单节开关型锂电池充电芯片ME4059

锂电池充电要求

锂电池在使用中随着电量的释放，电压下降，电池的化学活性也会降低。为了更好的保护锂电池的性能，锂电池一般会要求充电过程按涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电终止四个阶段，进行管控。

一般锂电池标称电压是3.7V，放电终止电压的2.75V，充电终止电压是4.20V。

给锂电池充电时需要的基本要求就是各个阶段特定的充电电压和充电电流，有的增加些其他的辅助功能都是为了改善电池的寿命。

市面上有很多专业的管理锂电池充电的芯片，他们大多都是采用限压恒流的方式控制电源给电池充电。典型的充电过程是：

1. 检测待充电电池的电压，如果电压低于3V预充电电压，先要进行预充电，充电电流要求不大于0.1C，一般为0.05C左右，待电压升到3V后，进入标准充电过程，标准充电过程如下：
2. 以设定的电流进行恒流充电，一般电流设置为0.2C~1C（比如一个1000mAh的电池就设置在100mA~1000mA）之间，充到电池电压升到4.20V时，
3. 改为恒压充电，保持充电电压为4.20V
4. 此时，充电电流逐渐下降至预充电电流时，充电结束。

锂电池充电曲线如下图：

图中蓝线表示充电电流，红色虚线表示锂电池电压，从图中可以看出四个充电过程。

通过上面的了解，锂电池正确的充电过程是一个有点复杂的过程，我们实际中都是采用市场上专业的锂电池充电管理芯片来对锂电池进行充电。

单节线性锂电池充电芯片TP4057

下面就介绍一款常用锂电池充电芯片TP4057，实际应用中可以根据自己需求选择其他型号的充电IC，原理都是大同小异。我们先看一下TP4057对锂电池的充电曲线图吧。

可以看出这个充电曲线和前面介绍的几乎完全一样。

我们再来看下TP4057内部框图

TP4057引脚图及引脚描述如下：

典型应用电路图如下：

恒流充电阶段时的充电电流计算：

Rprog=1000/IBAT(IBAT<>

实际应用中根据需求选择合适的Rprog。Rprog与充电电流的关系确定可参考下表：

我们可以根据这个TP4057典型应用电路自己搭建一个锂电池充电电路，这样锂电池的充电安全放心，寿命也不会减少太快。

单节开关型锂电池充电芯片ME4059

上面介绍的TP4057是500mA单节线性锂电池充电IC，当然你也可以根据你实际需求选择其他类型的充电芯片，下面再介绍一款开关型充电芯片ME4059。

设计中遇到一些对于需要一些大电流充电的时候，上面介绍的线性锂电池充电方案就不是很十分满足大电流充电需求，因为过大的电流流过有压降的线性锂电池充电芯片时，会导致线性锂电池过热，导致电路不稳定，而且很多线性充电IC内部有过温保护功能，这些都会影响锂电池正常充电，使用开关型锂电池充电芯片就不会存在这个问题，而且会提供充电效率。

ME4059引脚信息如下：

ME4059芯片内部框图如下：

ME4059应用原理图如下：

ME4059锂电池充电芯片工作流程如下,大部分锂电池充电芯片工作流程都和下图差不多。

有关ME4059芯片的其他相关信息请参阅其数据手册，这里不再做过多描述，只是把这种开关型锂电池充电的方案介绍给大家。

这篇文章只介绍了单节锂电池充电的方法，对于多节锂电池充电，充电过程原理大都差不多，多节锂电池充电芯片网上也可以查到很多，就不再做介绍。

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