低成本单片机移动电源充电宝电路

简介

锂电池保护芯片IP3005

2.1A充电2.4A放电高度集成的锂电池充放电管理SOC芯片IP5306

低成本单片机移动电源充电宝电路

已经有一篇文章介绍了最基本的移动电源充电宝电路的设计，介绍了移动电源充电宝电路的基本组成，理论和实践，并给出了最基本的移动电源充电宝电路的设计. 实际上，其他移动电源充电宝电路也是类似的，但在上一篇文章中，为了介绍移动电源充电宝的电路原理，所设计的电路并不是高度集成的，例如充电电路和升压放电电路每个都使用芯片实际上，市场上已经存在可以用芯片替换的电路，这可以节省电路成本并简化电路布局. 本文介绍了一种具有较高集成度的相对低成本的单芯片移动电源充电电路. 使用的方案是锂电池二合一保护芯片IP3005，以保护锂电池. 相同类型的芯片包括DW03D，DW06和DW07D等，使用2.1A充电2.4A放电，高度集成的移动电源SOC芯片IP5306对锂电池进行充电和放电. 让我们分别介绍保护电路部分和充放电电路部分，最后给出总体.

如前一文档所述，下图显示了最常用的锂电池保护电路:

此保护电路使用锂电池保护芯片和外部Nmos管以及一些电阻器和电容器. 电路和外部Nmos管的保护电流可以根据实际需要进行配置，但对于移动电源充电宝来说，保护电流实际上全部等于固定死点简单手机充电器设计，例如不超过1A或2A，因此有无需使用外部Nmos管，该管可直接集成到锂电池保护芯片中，从而节省了硬件成本并便于电路板布局. 因此，有一堆将Nmos管集成到锂电池保护芯片中的二合一锂电池保护芯片，例如即将推出的IP3005. 首先查看IP3005的引脚信息和内部框图，如下所示:

IP3005引脚信息

从引脚信息中，我们发现有一个Power PAD电源垫，这主要是因为内部集成了2个Nmos以便于Nmos大电流散热，因此与DW03D和DW07D相比，该芯片具有良好的热处理能力，这也是我使用该芯片的原因之一.

IP3005内部

从可以看出，IP3005集成了两个Nmos，而IP3005具有过充电电压保护，过放电电压保护，放电过电流保护以及充电过电流保护和短路保护等功能. IP3005的典型应用电路也非常简单明了，请参见下图:

IP3005典型应用电路

查看该电路是否比以前的DW01电路简单，将Nmos管集成到芯片中. 这样，分别设计保护电路板要简单得多. 做出与上图中的电路相对应的三个解释:

因此，在保护了锂电池之后，我们可以安全地对锂电池进行充电和放电. 下面介绍锂电池充放电电路的设计.

通过前一篇文章的介绍，我们知道移动电源充电宝的充电接口电压一般为5V，那么单节锂电池的最大充电电压为4.2V，并有降压电路需要给锂电池充电. 通常的降压电路具有线性降压（例如TP4056等）和开关型降压（例如TC3582DA等）. 那么移动电源充电宝的输出接口电压一般要求为5V，因此单节锂电池需要升压电路来实现升压功能. 通常使用开关升压/升压电路（例如FP6276A）. 我们知道，开关电路的原理是通过电容和电感存储电能，然后调节开关以使输出电压达到相应的值. 开关电路的最大特点是需要电感，然后移动电源需要两个电感进行降压充电和升压放电，然后有些设计人员希望使用电感器分时实现充电和充电功能. 放电. 因此，市场上有这样一种控制芯片，它集成了锂电池的充电和放电. IP5306现已推出.

IP5306是一款电源管理SOC，集成了升压转换器，锂电池充电管理和电池电量指示，为移动电源提供了完整的电源解决方案. 它的高集成度和丰富的功能使其在应用期间只需要很少的设备，并有效地减小了整体解决方案的尺寸并降低了BOM成本. IP5306仅需一个电感即可实现降压和升压功能. 可以支持低成本的电感器和电容器. IP5306的同步升压系统提供2.4A的最大输出电流，转换效率高达92％. 当没有负载时，它将自动进入睡眠状态，并且静态电流降至100uA. IP5306使用开关充电技术提供最大2.1A的电流，充电效率高达91％. 内置的IC温度和输入电压可智能调节充电电流. IP5306支持1、2、3、4 LED电源显示. IP5306采用ESOP8封装.

让我们看一下IP5306的引脚说明，如下所示:

IP5306引脚信息

让我们看一下IP5306的典型应用电路:

IP5306典型应用

从图片中我们可以看到，该电路仅使用1uH电感，而传统开关降压-升压电路的续流二极管则看不到. 可以猜想，mos管必须集成在一起才能在设备内部进行同步整流. . 这也提高了电能的转换效率.

IP5306最多可以驱动4个LED指示灯用于电源指示和1个照明LED. 对于电源指示器，可以将其设计为小于或等于4个电源指示器. 这里不介绍如何设计. 如果需要，可以转到手册. 此外，该电路还具有照明LED珠D5，如果不需要，可以将其省略.

IP5306可以识别长键和短键的操作. 当不需要密钥时，PIN5引脚保持悬空状态. 描述电路中按钮的功能:

1. 按键持续时间大于50ms，但小于2s，这是短按动作. 短按将打开电源指示灯并提高输出.

2. 按键持续时间超过2s，这是长按动作，长按将打开或关闭照明LED.

3. 小于50ms的关键动作将不会响应.

4. 在1秒内连续按下两次短按将关闭升压输出，电源显示和点亮LED.

理解了以上两节后，我们可以设计自己的低成本移动电源充电宝电路.

在这里我绘制了基于IP5306和IP5003解决方案的锂电池移动电源充电宝电路，如下图所示:

低成本单片机移动电源充电宝电路

电路中电感的推荐型号和参数如下:

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