技术：低成本的多节串联锂离子电池充电电路

简单的限流开关模式Li +电池充电控制器--------------------------------------------------------------------------概述低成本的MAX1873R/S/T提供所有功能需要对高达4A或以上的 2 - ，3 - 或4 - 系列的锂离子电池进行简单而有效的充电。

它提供调节充电电流和电压，少于±0.75％时，总电压在电池端出现错误。

在降压的DC - DC配置下，外部P沟道MOSFET有效地为电池充电，这是低成本的设计。

MAX1873R/S/T使用两个控制回路调节电池电压和充电电流，一起工作的两个控制回路在电压和电流调节之间顺利转换。

一个额外的控制回路限制电流来自输入端，可以使AC适配器尺寸和成本最小化。

模拟电压还提供其输出正比于充电电流，以便ADC或微控制器可以监控充电电流。

在多化学充电器设计时，MAX1873也可能被用来作一个有效的有限电流源对镍镉或镍氢电池充电。

MAX1873R/S/T采用节省空间的16引脚QSOP封装是可用的。

使用评估板（MAX1873EVKIT），可以帮助减少设计时间。

--------------------------------------------------------------------------应用笔记本电脑便携式网络片2 - ，3 - ，或4节锂离子电池充电器6 - ，9 – 10节镍电池充电器手持式仪表便携式桌面助理（PDA）台式插座充电器----------------------------------------------------------------------选型指南组成部分串联电池充电MAX1873REEE 2节Li+或5 - 或6芯镍电池MAX1873SEEE 3节Li+或7 - 或9芯镍电池MAX1873TEEE 4节Li+10单元镍电池包引脚配置在数据资料的最后。

锂电池充电电路原理及应用锂电池充电电路原理及应用锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。

一、池与镍镉、镍氢可充电池锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。

充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。

放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。

所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。

因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。

锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。

镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。

镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。

二、锂电池的特点1、具有更高的重量能量比、体积能量比；2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；4、无记忆效应。

锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；5、寿命长。

正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；6、可以快速充电。

锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时；7、可以随意并联使用；8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池；9、成本高。

与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。

三、电池的内部结构锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。

正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。

负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。

电池内充有有机电解质溶液。

另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。

单电源的锂电多串平衡充电路设计2017年05月06日概述：通常的多串平衡充方案都是用4.2V充电板与锂电一对一使用，结构比较复杂。

小编无意间看见一位电源爱好者原创的单电源的锂电多串平衡充设计方案，方案简单但功能强大，最主要的基于这个方案吸引了很多其他爱好者的积极探讨，大家各说纷纭，也产生了很多其他的好点子。

这里小编整理给大家分享分享。

单电源的锂电多串平衡充设计方案介绍：通常的多串平衡充方案都是用4.2V充电板与锂电一对一使用，结构比较复杂。

趁放假有空做了个方案，可以仅用1个普通直流电源给多串锂电进行平衡充电。

线路不算复杂，全部使用常规元件，比较适合自制。

下图是2串500mA电流的实际线路图，绿框内是个完整的并联限压模块，2块锂电各用一组。

单电源的锂电多串平衡充设计方案锂电电压低于4.2V时，B772是关闭的，充电电流全部进入电池进行恒流充电。

当锂电电压升高至接近4.2V时，431开始微导通，B772开启对锂电进行分流，这个时候类似于锂电的恒压充电阶段。

直到充电完成，431导通，模块电压稳定在4.2V，这时充电电流完全被B772旁路，电池无电流充入。

最下面的Q3/Q4是个简易恒流源，使供电回路的总电流保持恒定，如果对充电电流要求不严，也可以用一个大功率限流电阻代替这个恒流源。

如果充电功率较大，为避免电池充满后在限压模块上的损耗，还可以考虑加入充满断电功能。

充满自动断电线路相对有点复杂，如果只是中小电流应用，不加也罢。

而整个线路最需要注意的就是B772的发热情况。

开始充电时它是无温度的，充电结束后充电电流全部被它旁路，将会产生3.5V*0.5A的耗散功率，所以必须加个适当的散热片供电电压V+较高时，Q3的发热也会增加，必要时也要加散热片。

多串锂离子电池充电解决方案锂离子电池以能量密度高、体积小、重量轻等优势，在手机、笔记本电脑市场已经完全取代其他电池，占有率几乎达到了100%。

目前，锂离子电池正迅速延伸至电动工具及其他的应用中，它广阔的市场前景也越来越得到业界的认同。

不过，与镍氢、镍镉、铅酸电池相比，要更快地推动锂离子电池的应用和发展，还必须不断提高它的安全性和使用寿命。

本文将从充电器角度，讨论一种新型的充电解决方案以提高锂离子电池的安全性，延长电池使用寿命，同时降低充电器的成本。

在使用电池的过程中，我们常会听到电池业者这样的一句话：“电池使用中坏的少，更多的是被充坏的”。

这句话我们可以理解为，不正确的充电条件或方法将更容易损害电池、降低电池的寿命。

以18650钴酸锂离子电池为例，当充电过温，在70℃左右：电解质界面(SEI)模开始分解并发热；120℃左右：电解质、正极开始热分解，造成析气并使温度迅速上升；在到260℃左右：电池爆炸。

或充电过压，以过压5.5V来看，容易使锂金属析出，溶剂被氧化，温度上升，产生恶性循环，甚至电池着火、爆炸。

因此，针对如何充电，我们共同来探讨下面几个重要的问题。

为什么需要预充功能？电池工作电压从2.5V(碳负极电池:3V，电量为0%)到4.2V(电量为100%)。

当电压小于2.5V时，电池放电终止。

同时因为放电回路关闭使内部保护电路的电流损耗也降为最低。

当然，实际应用中由于不同的内部材质，放电终止电压可在2.5V-3.0V范围。

当电压超过4.2V时，充电回路终止，以保护电池安全；而当单体电池工作电压降到3.0V以下，我们即可认为过放电状态，放电回路终止，以保护电池安全。

所以电池不用时，应将电池充电20%的电量，再进行防潮保存。

由于锂离子电池具有较高的能量比，因此在电池使用中要严格避免过充，过放的现象。

过放会导致活性物质的恢复困难，此时如果直接进入快速冲电模式(大电流)，会对电池产生损害，影响使用寿命并可能因此带来安全隐患。

自制简单锂电池充电器电路电路很简单，如附图所示，元件很容易廉价获得，适用范围很宽，可以适应1节一4节串连电压，充电电流可以通过元件参数选择，充电特性也比较理想，原理如下：由LM317和R1、R2 R3组成一个典型的恒流电路（431暂时认为断开R4比较大可以先不看）。

当电压不太高时保持恒定的充电电流。

以两节电池充电为例，理想状态下，充电电流应该是电压达到8.3V前一直保持恒定。

当A点电压达到拐点值8.3V时，经过R4R5分压，TL431 开始导通，并把LM3仃的基准点电压从8.3V逐渐拉下。

所谓拐点就是指电流开始下降的那点。

直到电压达到8.4V的0电流点，A点仍然保持这个8.3V电压，LM3仃的输出Vout下降到8.4V，其调整端下降到7.17V。

电池电压为8.3V时（拐点）各点的电压都标在图上，充电截止（8.4V ）的各点电压以括号形式也标在后边。

元件选择LM317,三端可调串连稳压块，选塑封的，LM3仃T常用。

根据电流不同，应选用相应的散热片。

TL431，三端可调并联稳压块，与一个小三极管外形一样，常用。

RL就是外接被充电池。

电流采样电阻R1,计算方法是R1 = 1.23 / 充电电流。

例如，若充电电流为0.3A，则电阻应该选择4.1欧。

这个电阻一般要选择功率大一些的，比如1A就应该是2W的。

可调电阻R4可以选择那种篮色的精密多圈，取比额定值大一些的，比如23.2k的就可以选择25K的多圈。

若嫌多圈太贵或难找，也可以用一个固定电阻串连一个普通可调电阻。

例如23.2k的就可以选择22k固定加一个2.2k —3.9k可调节的，以便进行精细调节。

电阻R2的要求不是很高，可以采用串并联的方法得到。

比如8.8欧可以选择10欧并联75欧（或并50欧—91欧）若电路设计为适应不同的电压，比如可以转换完成2节、3节、4节电池的充电，那就应该分别选择可调电阻，并找一个2刀3掷波段开关，用来切换两个可调电阻。

若要求充电电流也可以变化，自然也可以使用波段开关来转换。

专利名称：多节串联锂离子电池组均衡激活充电电路及电池包专利类型：发明专利
发明人：汪宏志,王玉鑫,宋锴
申请号：CN201110140019.2
申请日：20110527
公开号：CN102185365A
公开日：
20110914
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种多节串联锂离子电池组均衡激活充电电路及电池包。

该充电电路为由m 节锂离子电池串联组成的电池组进行充电，包括：工频变压器，用以将市电转换成与所充电的电池相应的m个次级绕组的输出电压；m个整流桥，用以将交流电进行全波整流形成正弦波直流电；m个测压控制电路，用以检测每节电池的电压并关断充电电路；m+1根导线，用以连接测压控制电路与电池以形成充电回路。

本发明实现了对各节电池的均衡充电，同时维护和保养了电池组，不但可保证电池组的使用容量不变，而且可以延长电池组的使用寿命，对已“放死”的电池组，经“激活”充电后，大部分电池组可继续使用；而且电路简单可靠，成本低，维修方便，容易产业化生产。

申请人：北京欧满德科技发展有限公司
地址：100089 北京海淀区紫竹院路31号华澳中心1-18D
国籍：CN
代理机构：北京万象新悦知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：贾晓玲
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一款最简易、成本最低、应用最广泛的锂离子电池充电电路锂离子电池使用广泛，在很多电子产品上都有应用。

锂离子电池对应的电子充电电路也各种各样，今天来介绍一个最简单的锂离子电池充电电路，也是成本最低的锂离子电池充电电路，在很多廉价电子产品上有广泛应用。

锂离子电池标称电压为3.7V，充电电压限制在4.2V以内，充电电流一般限制在1A以内。

根据锂离子电池的特性可以设计如下充电电路（嘿嘿，这个电路其实是从老年人唱戏机上抄出来的）：锂离子电池充电电路本电路的基本功能是使用5V电源（USB供电）给锂离子电池充电，电路带有充电指示功能，电池充满指示灯熄灭。

接下来分析一下电路的运行原理：5V电源通过D1后电压为5V-0.7V=4.3V，4.3V通过R1（阻值为1Ω）为锂离子电池充电。

其中D1的作用主要是降压，将5V电压降为4.3V，R1的作用是限流，将电流限制在（4.3V-3.7V）/1Ω=0.6A以内。

随着充电进行电池电压升高，5V电源与电池之间的压差越来越小，充电电流也越来越小，当电池充满后电路停止充电。

充电电路的指示灯部分是由R2、Q1、R3和D3组成。

当电池未充满时，5V电源与电池之间有5V-3.7V=1.3V的压差，这个压差可以是Q1导通，D3点亮。

随着充电的进行，电池电压随之升高，当电池充满电时，5V电源与电池之间的压差降为5V-4.2V=0.8V，这个压差不能使Q1导通，D3随之熄灭。

注意事项：1、R1在充电时自身最高消耗功率为(0.6Ax0.6A)x1Ω=0.36W，所以R1电阻推荐选用1/2W的电阻（1812封装电阻）。

2、如果想降低充电电流可以适当加大R1的电阻阻值，当R1=2Ω时，充电最大电流为（4.3V-3.7V）/2Ω=0.3A，此时R1电阻可选用1/3W的电阻(1210封装电阻)。

网友疑问：有网友提出电池在充到4.2V以后并不能断开充电，一直浮充对电池会造成损伤。

现在对此做一下解释。

1、从理论来说，此电路最高充电电压能到4.3V，虽然锂电池标称最大充电电压是4.2V，但4.3V对锂电池也不会造成损伤。

专利名称：一种低成本锂电池充电电路专利类型：实用新型专利
发明人：陈聪
申请号：CN201720969800.3
申请日：20170804
公开号：CN207426722U
公开日：
20180529
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种低成本锂电池充电电路，包括：滤波电路D1、电阻R4、二极管D5、稳压管DZ1和用于连接待充电锂电池BAT的正极a和负极b接线端子；所述电阻R4和稳压管DZ1串联连接于所述滤波电路D1的输出端，所述用于连接待充电锂电池BAT的正极a和负极b接线端子并联连接于所述稳压管DZ1；所述二极管D5阴极连接所述待充电锂电池BAT的正极a，二极管D5阳极电连接所述稳压管DZ1的阴极。

以上电路在满足了充电需求的前提下，力求结构简单，其所采取的关键保护器件也简洁化，可以避免冗余的电子设计及其复杂的电子器件布局所带来的容易损坏发热等问题，成本低廉，实用。

申请人：广东金莱特电器股份有限公司
地址：529000 广东省江门市蓬江区棠下镇金桐路21号
国籍：CN
代理机构：东莞市中正知识产权事务所(普通合伙)
代理人：叶永清
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