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四种单节锂电池充电管理设计方案,有哪些不同

2020-7-28 14:15:38 显示全部楼层
工程师,锂电池充电管理方案,除了4056还有什么芯片能实现?

来源:芯片哥 今日头条

不同的电路项目,由于设计的功能不同,工程师积累的电路开发经验也不尽相同;然而无论项目功能如何不同,电源电路作为一个基本的功能电路,是工程师在项目研发中必须需要处理的;
电源电路设计主要可以分类两类:其一是电池类电源电路,其二是非电池类电源电路;
所谓电池类电源电路,是指项目的电源系统由电池提供;所谓非电池类电源电路,是指项目的电源系统由常电提供,如外部输入提供的常电12V/2A、36V/5A等等;二者的区别在于电池类电源电路设计中,工程师需要额外设计电池的充电管理电路,用以保证电池的长时间工作;
其中在电池类电源电路项目中,锂电池作为区别于普通的干电池,其最大的特点是单位体积储存能量高,因此在一些小型化的电子产品,如智能穿戴产品手表与手环等等得到广泛应用;那么作为锂电池电源电路项目,工程师该如何去设计它的充电管理电路方案呢?
对于单节锂电池,相信有不少工程师首先想到的充电管理电路方案是TP4056芯片,这是因为TP4056方案应用较为普遍,电路设计也较为成熟;但是除去TP4056方案外,工程师还有什么芯片方案可以选择的吗?
WS4538芯片方案,除了能实现TP4056电路功能以外,还有一些其他特点:
  • 高输入电压:相比较TP4056芯片最大输入电压只能承受8V,WS4538芯片能支持最大的输入电压值为28V;
  • PCM保护:TP4056芯片虽然也能实现恒流恒压充电功能,但WS4538芯片具有PCM保护功能,可以保护锂电池的过压充电功能,过度放电功能以及过流和短路保护功能;
  • 两种充电电压:锂电池的常规饱和电压一般为3.7V~4.2V,作为它的充电输入电压,工程师在相应的电路设计选择中,需要略微大于锂电池的电压值,才能有效保障锂电池的充电饱和状态;对比TP4056与WS4538两个芯片方案发现,TP4056只能支持输出充电电压4.2V,WS4538具有两种充电电压选择4.2V与4.35V;
WS4538芯片的引脚功能定义及其应用电路图
WS4538应用电路图---来源规格书

当然TP4056芯片也有属于自己的优势:
首先,TP4056芯片的充电电流可以达到1000mA,而WS4538芯片的充电电流最大只能为300mA,充电速度更胜一筹;
其次,TP4056芯片由于是常规型号,使用的工程师较多,出货量也较大,所以价格相比较WS4538也较便宜;
最后,TP4056芯片方案具有LED故障指示功能,用户可以较为方便的察觉产品故障;

TP4056芯片的引脚功能定义及其应用电路图
TP4056应用电路图---来源规格书

总结一下:工程师在单节锂电池充电管理的项目中
(1)如果外部输入的电压值超过8V,则选择WS4538芯片方案;
(2)如果需要加大的充电电流,则选择TP4056芯片方案;
(3)如果需要LED故障指示功能,则选择TP4056芯片方案;
(4)如果需要较大的充电电压,有效地对锂电池充饱,则选择WS4538芯片方案;
工程师在项目开发过程中,需要依据具体的功能做出详细的分析选择,因为这是工程师迈向更高电路设计水平的必经之路;


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