鋰電池特性

首先，芯片哥問一句簡單的問題，為什么很多電池都是鋰電池？

鋰電池，工程師對它都不會感到陌生。在電子產品項目開發的過程中，尤其是遇到電池供電的類別項目，工程師就會和鋰電池打交道。

這是因為鋰電池的電路特性決定的。

眾所周知，鋰原子在化學元素周期表中排在第三位，包含3個質子與3個電子，其中3個電子在鋰原子核內部的分布對它的化學與物理特性起到決定性作用。

元素周期表

鋰原子核外層的3個電子，只有最外層的1個電子是自由電子，另外2個電子不屬于自由電子，也就是不參與鋰原子的電子性能。

為什么會選用鋰元素作為電池的材料呢？

這是因為，鋰原子雖然最外層只有1個電子，但它的相對原子質量卻僅僅只有7。換句話說，在相同的質量密度條件下，鋰原子所帶的電能是最多的。

以鋁元素為例進行對比，可以直觀的得出結論。

鋁元素，在元素周期表排在13位，最外層自由移動的電子數是3，相對原子質量是27。也就是如果用質量為27的鋁元素制造電池，它的電能是3；

如果用相同質量為27的鋰元素制造電池，它的電能是27*(1/7)，大約為3.86。

顯然，在電能方面，鋰元素的3.86是要超過鋁元素的3。這就是為什么鋰電池如此受歡迎的原因理論解釋。

鋰電池的充電電路

在了解完鋰電池的基本電路特性后，工程師在開發帶有鋰電池供電的項目時，就會面臨鋰電池的充電電路問題。

鋰電池的電壓為3.0V ~ 4.2V之間變化，也就是鋰電池的最大電壓為4.2V，最小電壓為3.0V。最大電壓與最小電壓，對于鋰電池而言，隱藏著什么電路含義呢？

單節鋰電池

最大電壓是4.2V，也就是鋰電池兩端能承受的極限電壓不超過4.2V；最小電壓為3.0V，也就是鋰電池兩端的極限放電電壓不低于3.0V；

換言之，它的另外一層電路意義是

鋰電池在接收外界的充電電路充電，它的最后充電電壓不能高于4.2V；鋰電池在向外界負載提供工作電源，它最后消耗的電壓會停留在3.0V；

基于此，如果工程師將常用的5V/1A或者5V/2A規格的充電器，對鋰電池進行直接充電，這樣是否可以呢？

充電器

顯然是不行的。為什么呢？

因為無論是5V/1A或者5V/2A規格的充電器，對外輸出的充電電壓均為5V，超過了鋰電池最大的承受電壓4.2V。

針對這兩個電壓不匹配兼容的問題，該如何去解決呢？在不改變充電器5V/1A和5V/2A規格的條件下，工程師應當如何去實現呢？

常用的電路解決方案是TP4054充電管理芯片

TP4054充電管理芯片，是一款適合單節鋰電池的充電管理芯片，屬于恒壓恒流的線性充電類型，充電電壓固定于4.2V，充電電流最大支持800mA，并且自身的待機消耗電流只有2uA。

TP4054應用電路圖

在TP4054充電管理芯片應用電路圖中，工程師可以很清楚地觀察到，整個電路設計的方案非常簡潔，外圍電路只有幾個電阻電容和LED燈，省去了外置的MOS管，與此同時也節約了設計的BOM表成本。

• Pin 1引腳CHRG：TP4054芯片的充電狀態指示功能。在充電的過程中，連接的LED為亮；充電充滿的時候，連接的LED為滅；
• Pin 2引腳GND：TP4054芯片的參考地，屬于電路的公共端；
• Pin 3引腳BAT：TP4054芯片的充電輸出端，直接連接到單節鋰電池的正極。
• Pin 4引腳VCC：TP4054芯片的電源輸入端，也是單節鋰電池的充電輸入接口，電壓工作范圍為4.5V~6.5V，正好滿足5V/1A和5V/2A規格的充電器輸出電壓；
• Pin 5引腳PROG：TP4054芯片的充電電流設置功能，選擇不同的阻值R1，就可以設定不同的充電電流I

具體的對應關系為

(1)在充電電流I 設定不大于0.15A時，R1 = 1000 / I；

(2)在充電電流I 設定大于0.15A時， R1 = 1000 / I * (1.2 - 4 * I /3)；

舉例說明，當充電的電流設定為0.1A，R1電阻的阻值就被選定為了 10K；當充電的電流設定為0.5A，R1電阻的阻值就被選定為了 1K；

至此，是不是以為TP4054芯片的電路解決方案，很完美地解決了單節鋰電池充電的問題了。它不僅完成了鋰電池的充電功能，還擁有充電狀態指示燈功能，并且還可以設定充電的電流大小。

No，No，No......

芯片哥在實際開發電路項目的過程中，發現TP4054芯片，它不具有在鋰電池充滿的時候自動斷電功能；沒有自動斷電功能，引發的后果是在沒有被切斷充電器的電源時，鋰電池是一直被TP4054芯片在充電的。

這也是TP4054芯片的一個小小的不足之處。

TP4054芯片之所以有充電LED指示功能，就是用LED亮滅的變換提醒用戶，該手動切斷電源了，不然就是一直在充電哦，

鋰電池的保護電路

說完鋰電池的充電電路，接下來就要講講它的放電電路了。充電是從外界吸收電能，放電是向外界(負載)提供電能，這就是電池的使命。

沒辦法，使命難為啊，嗯嗯嗯~~~從這個意義上來說，奶牛要比電池偉大多了，畢竟奶牛是吃的是草，擠出來的卻是奶；而電池是吃的是電，擠出來的還是電，簡直就是大自然的搬運工啊，哈哈~

總結

以上是生活随笔為你收集整理的jh锂电保护电路_一文弄懂，锂电池的充电电路，以及它的保护电路方案设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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