详细供电电路切换与锂电池充电电路设想-KIA MOS管

因为锂电池的充电特征。充电进程普通分为三个进程：

1、涓流充电阶段（在电池过渡放电，电压偏低的状况下）  锂电池普通在过渡放电今后，电压会降落到3.0V以下。锂电池内部的介质会发生一些物理变更，导致充电特征变坏，容量降落等。

在这个阶段，只能经由进程涓涓细流迟缓的对锂电池充电，是锂电池内部的电介质渐渐的规复到普通状况。

2、恒流充电阶段（电池从过放状况规复到了普通状况）  ;在颠末了涓流充电阶段后，电池内部的电介质能够或许蒙受较大的充电电流，以是这个时辰内部能够或许经由进程大一点的电流对锂电池充电，以此延长充电时辰。

 这个阶段的充电电流普通靠充电办理IC内部的一个引脚外接一个电阻来决议。阻值巨细则按照充电办理IC的datasheet上的公式来计较。

3、恒压充电阶段（已布满85%以上，在渐渐的停止补充）  在锂电池的电容量到达了85％时辰（约值），必须再次进入慢充阶段。使电压渐渐回升。终究到达锂电池的最高电压4.2V。  

普通来讲，锂电池都有一个BAT的引脚输出，这个BAT是毗连到锂电池真个。同时这个引脚也是锂电池电压检测引脚。锂电池充电办理IC经由进程检测这个引脚来判定电池的各个状况。 

在现实的便携式产物电路设想中，因为请求电池充电进程中，产物也要能够或许普通合用。以是设想中接纳以下电路体例完成才是准确的体例：

图一 A210电源供电图

内部电压5V经由进程D2送到开关SW2, 同时经由进程充电办理IC MCP73831来送到锂电池。SW2的左侧点电压为5V－0.7V=4.3V。因为锂电池的电压不论在布满电或非布满状况的时辰，都低于SW2左侧点电压4.3V。以是D1是停止的。充电办理IC 普通对锂电池充电。

假设不加二极管D2和D1, 后级LDO RT9193间接接在BAT引脚输出上，则会是充电IC在通电的时辰，会发生误判。会呈现接上5V的外接电源，可是锂电池不会停止充电，充电办理IC的LED灯唆使也不对。后级负载LDO也不会获得普通的输出电压（输出电压很小）。

在这类环境下，只需将充电办理IC的电压输出脚间接对BAT引脚短路毗连一下，一切状况又普通，充电能停止，后级负载LDO任务也普通。

这是因为充电办理IC在接上电的刹时，要检测BAT的状况，将LDO的输出引脚也毗连到了BAT和锂电池正极毗连的歧路中，会影响到BAT引脚的任务状况，导致充电办理IC进入了涓流充电阶段。

将BAT引脚和充电办理IC的电压输出短路毗连一下，使BAT引脚的电压强迫性的降低，使充电办理IC判定为锂电池进入了恒流充电阶段，以是输出大电流。能够或许驱动后级负载LDO等。

别的：为了进步电源的操纵效力，D1和D2要选用压降小的二极管。

如锗二极管，肖特基二极管，MOSFET开关管。在须要电池切换的设想中，具备10mV正向压降、不反向泄电流的二极管是设想职员的一个“苛求”。

但到今朝为止，肖特基二极管仍是最好的挑选，它的正向压降介于300mV到500mV之间。但对某些电池切换电路，即便挑选肖特基二极管也不能知足设想请求。

对一个高效电压转换器来讲，节流上去的那局部能量能够会被二极管的正向压降完整华侈掉。为了在低电压体系中有效保管电池能量，应当挑选功率MOSFET开关替换二极管。

接纳SOT封装、导通电阻只需几十毫欧的MOSFET，在便携产物的电流级别下能够或许疏忽其导通压降。

决议一个体系是不是必需利用MOSFET来切换电源，最好对二极管导通压降、MOSFET导通压降和电池电压停止比拟，把压降与电池电压的比值看做效力丧失。

比方，把一个正向压降为350mV的肖特基二极管用来切换Li+电池（标称值3.6V），丧失则为9.7%，若是用来切换两节AA电池（标称值2.7V），丧失为13%。

在低本钱设想中，这些丧失能够还能够或许接管。可是，当利用了高效力的DC-DC时，就要衡量DC-DC的本钱和把二极管进级为MOSFET带来的效力改良的本钱。

选不选用肖特基二极管和MOSFET，还要斟酌到产物上所用电池的放电特征。锂电池的放电特征以下图：

从上图能够或许看出,锂电池在常温状况下,耗损了90%的电量的时辰,电压仍是会坚持在3.5V摆布,挑选一个好点的LDO器件. 那末在3.5V的时辰,输出电压仍是会不变在3.3V。

从现实测试LDO RT9193来看,负载电阻在50欧姆,负载电流60mA的时辰,输出电压和输出电压干系以下表所示:

能够或许看出,即便是锂电池耗损了90%的电量的时辰, LDO的输出端仍然能够或许不变输出3.3V.从图一 A210的供电电路阐发,加上硅二极管D1今后, LDO输出电压=3.5---0.7V=2.8V. 如许只需模块烧录能够或许在2.4V摆布任务的法式,硅二极管也能够或许在此电路中利用了。

不过, 从电路机能下去斟酌, 利用锗二极管或肖特基二极管是最好的挑选。

详细接纳甚么电路设想,还须要按照本身的产物其余电路任务电压规模和特征, 本钱等几方面斟酌。

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