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基于锂电池充电器的设计与制作附原理图和PCB| By: xdy12530 ]由于我的四轮驱动机器人上采用了16.5V的锂电池供电，而市场上又没有该电池的充电器，使得充电让我很纠结。
无奈之下便设计了一款便携式简单型锂电池充电器。
解决的充电的烦恼。
该充电器可以输出100mA-1A可调的充电电流，输入电压为VIN>18V，可用笔记本上的19V电压充电。
充电时间一般按照充电输出电流的大小决定。
下面见图哦下面讲解一下电路的工作原理。
因为我是给16.5V的锂电池充电的，所以输入的电压为18V电压，也可以大于18V。
用笔记本上的充电器很不错哦。
输入电压18V经过1.5A的保险丝，二极管保护后到PNP功率管的输入端。
默认状态功率管是出于导通状态，因为LM324的1脚输出高，Q3三极管导通，PNP功率管基极拉低，功率管导通。
其中RL1电阻为1欧姆，是用来限流的。
通过对该电阻上的电压采样，然后经过LM324对基准电压的比较后取出一个电压值，由这个电压值控制功率管的输出电流，始终在一个极限电流上，或者说是短路电流上，我设置的为500MA。
大家可以调节可调电阻来调节短路电流。
另外还有一个对锂电池电压的采样，当电池没插入时，末级保护二极管通过两个电阻乘以功率管输出的17.5v电压进行分压后的一个电压值给LM324与基准比较输出给三极管，此时绿灯亮，当电池没电时充电插入充电座后，采样电阻R6,R7所采样到的电压变低，同时给LM324与基准电压比较后，红灯亮。
当充满电后采样部分的电压等于基准电压，绿灯变亮，此时充电完成。
但充电过程仍会以小电流的充电方式充电。
下面见实物图哦这是充电器的实物正面图，左边为DC18V输入，右边为VOUT充电输出接口，左边一个电位器调节输出电流，右边一个电位器调节双色LED状态门槛值。
这是电路板的反面PCB图，由于换了一个功率管，使得跟当初设计时的功率管的管脚有区别，所以做了一下小改动。
这是正在给我的电池充电，呵呵，现在是红灯，等充满电后会跳绿灯，同时锂电池的保护芯片自动工作，切断输入。
本电路显示充电状态，红灯闪正在充，绿灯闪马上要充满，绿灯亮完全充满。
只要您有12V的电源就可以，接完电路后先别装电池，调右下角的可调电阻，使电池输出端为4.2V，再调左下角的可调电阻使LM358第三脚为0.16V就可以了，充电电流为380mA，超快，三个并连的二极管是降压的，防止LM317过热，且LM317须加散热片，图中的三极管可以任意型号。
12V的接地是黑色三角形的，电池接地是横杠的，两个地不能接到一起哦！
这个电路是公司的一位资深电子工程师特意帮我做的，独一无二，当我接好时，实测最大电流达 480mA，我怕LM317受不了，就将
后面的2w3Ω的电阻改成了2w3.9Ω，此时最大电流375mA，其实当充电电流小于80mA绿灯就亮了，他说锂电池的充电电流小于80mA时表示容量以达97%以上，所以不用限定的太小，否则也不好。
该限定电流可以调左下脚的可调电阻来设定。
该电路真的很优秀，我的2000mA/h锂电池四小时就充地满满的，还不用但心过充，只是 LM317微热，他说没事，只要电池两端不要长时间短路就行了.。
目录1课题名称 (2)2设计主体要求及内容 (2)3课题分析与方案论证 (2)3.1方案一 (2)3.2方案二 (4)4各局部电路设计 (5)4.1整流滤波电路 (5)4.2恒压电路 (5)4.3恒流电路 (7)4.4充电提示电路 (8)5组装调试 (8)6元器件的选择 (8)7 设计总结及改进意见 (9)7.1本方案特点及存在的问题 (9)7.2改进意见及其他设想 (9)8设计心得 (9)参考文献1课题名称手机充电器的制作。
2设计主体要求及内容通信技术的高速发展促使手机种类众多，也导致手机充电器也是多种多样，本设计设计并制作一套手机通用锂电池的充电器。
充电器的简单工作过程如下：交流输入电压经电容降压，二极管整流桥整流后变成直流电，经隔离二极管和滤波电容对手机充电，随着充电时间的增长，电池两端的电压也升高，通过分压器将此电压引入基准电压比较器，其中三个比较器带三个指示灯，分别指示充电的状态，当三个灯全亮时，表示充电已满。
通过以上的工作过程描述结合生活经验设计手机实用充电器电路。
技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压4.2V, 充电限制电压4.5V。
工作要求：独立设计充电器方案，根据本人的方案，购买所需要的元器件和电路板，独立设计并调试正常，要求总投资不得高于20元。
3课题分析与方案论证从课题上可以看出设计的主体要求是将市电变换为符合要求的直流电源，整体上应该有降压、整流、滤波、恒压电路。
降压电路可以用最简单的变压器完成，将220V电压变为10V左右的低压，为了优化波形使其更加稳定可采用滤波电容去除高频干扰。
手机通用的锂电池充电电压为 4.2V，因此需要设计一个恒压源电路。
充电电流在一定程度上影响了充电的时间，过高的电流会缩短电池的使用寿命，所以我们还需要一个可靠地恒流源来保证充电的时间和手机的使用寿命。
当上述条件都具备时对于不同容量的手机电池充电时间是不一样的，因此需要一个不以时间为参考的充电完成信号，我们可以根据电池两端的电压是否达到标准电压来判断是否充满电。
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。
RM3252 Application Information RM3252Application Information--5V_500mA陕西亚成微电子有限责任公司技术支持部2010.102010101RM3252Introduction1.RM3252 Introduction2.Electronical Characteristic DescriptionA li ti Ci it3.Application Circuit4.BOM List5.Transformer Parameter6.Test ReportThe RM3252 switch Intergard Circuit cost effectively replace all power supplies,and up to 5W output power based on unregulated isolated linear transformer(50/60HZ). Unlike conventional PWM (pulse width modulation) controllers, theyregulate the output voltage in a new method of off-time modulation control. Thecontroller consists of a VCO (voltage control oscillator), Sense and logic circuit, VDD controller consists of a VCO (voltage control oscillator) Sense and logic circuit VDDpin, under-voltage lockout circuit, protection for over-voltage, current limited circuit,leading edge blanking, over load protection and fault condition auto-restart. They areideal low power AC/DC adapter/charger solution for portable devices.Package Function DescriptionPIN1:NC Not ConnectedPIN 1: NC Not ConnectedPIN 2: GND GroundPIN 3: Sense Current sensor,it senses the voltage via asensed resistorPIN 4: NC Not ConnectedPIN4NC N C dPIN 5: Vout Gate drive output for the external power BJTswitch.PIN 6: VDD Power SupplyItem Conditions MIN.TYP.MAX.Unit Supply VoltageOperation Voltage21V Turn-on Threshold Voltage VDD ON111213V Turn-off Threshold Voltage VDD OFF 5.56 6.5V Over-voltage Thershold Vovp2830V Oscillator455055KHZ Operation FrequencyCurrent SensingLeading Edge Blanking250300350nS Leading Edge BlankingVDD=15V0.450.50.55V Current Sense DetectionVoltage124D1-D4AC--INL13+C2+C1F1NR7R9R1RM3252R?R2NC 1GND 2Sense 3NCVdd Vout Component_11234Lp=5.0mH;core:PC40 EE16 卧式Description MINTPYMAX Test Data ResultInputVoltage90V 265V 85V-265VPASSFrequency50Hz60HzOutputVoltage 465V 535V 493V-515V PASS Current Load regulationPower4.65V 500mA -7%5V 2.5W5.35V 7%4.93V-5.15V 4.27%2.495WPASS PASS PASSEfficiencyEnergy Star(5)68.46%(avg.)PASS。
三星座充充磷酸铁锂3.65V完美停充之简单改装(更新成品图)简单改装见下图：在图中已焊电阻的基础上，另按图中所示R04，接一个10K电阻在图示位置，粗红色电线接待充磷酸铁锂电池正极，粗黑色电线接电池负极，即可在不过充的这前提下充满磷酸铁锂电池，3.65V左右变灯停充。
三星座充原有的保护功能仍然保留。
电池断开闪黄灯报错，电池电压低（误放AA充电电池或反接）报错，电池电压高报错等都完美保留。
R01取值范围680K-820K，也可在上面并联10M电阻微调截止电压；R02取值范围100K-180K，若接入AA镍电座充不闪黄灯，可加大此电阻；R03，2.2K即可，R04取10K；R05为扩流电阻，不扩流即可不用。
加一常开按钮开关短路R03（2.2K），按下开关一秒左右即可复位充电器。
如果XD们想兼容锂离子、锂聚及磷酸铁锂，可以分别断开R01，R02一端，分别接入双刀双掷开关。
即可切换4.2V及3.65V截止电压，兼容各种锂电池。
增加一组改好的成品图（有内部裸~照）：内部接线图，不懂电路的XD可参照下面的图直接改装：看不清焊点的话可与下图对照:请问LZ：为什么要加R4呢？加了R4在充满之后，如果电池没取下来就会通过R4放电，时间长了不是又要充？电池两端并联10K电阻后，缺点是停充后，电池会通过这个电阻放电，放电电流约为0.365毫安，600mAh的磷酸铁锂，1643小时放完，不过好像影响不大对吧？变灯后即取出或放几个小时取出都可以忽略不计。
如果不并联R4，没装电池时，电源正极通过改装加上的R02，使MCU9脚电压过高，使MCU认为有电池，所以亮红灯使充电器工作在充电状态（本应闪黄灯报错）。
取电池后也一样，充电器状态不改变，不闪黄灯报错。
加上R4后，当取下电池，电池夹端电压下降，R4的作用通过板上的R14（47K）拉低了UCU 9脚电压使充电器报错，这样就保持了三星座充的原保护功能。
改铁锂充啊，那是找不到！R6上并联180K，或R6换成56K，可改截止电压为3.65V；R17上并联220K，可欺骗MCU（不行的话改成150K-220K左右从MCU 12脚引至电源正极，同时，R10上可能也要并联个20K-30K左右的电阻以保证座充原有的保护功能。
开源1A锂电池充电板TP4056原理图PCB（pads）
开源1A锂电池充电板TP4056原理图+PCB（pads画板）
今天特意画了一块TP4056锂电池充电板PCB分享给坛友，以后我会尽量多的分享实用的程序或者电路给坛友，大家的支持就是我的动力。
1.TP4056锂电池充电电路很经典，主要是把充电器的5v电转换成4.2V的电给锂电池充电，最大可以提供1A的充电电流。
2.锂电池的容量不同选择的充电电流也不同，改变电路原理图中的Rprog（PCB对应的R4）这个电阻的阻值即可改变充电电流）
3.充电时红灯亮，充满时红灯熄灭绿灯亮。
充电插座有3.5mmDC座和MICRO-USB座两种可以选择（下图中只有micro插座新的PCB添加了3.5的DC座
TP4056实物.jpg (3.67 MB, 下载次数: 84)下载附件保存到相册2016-10-18 15:19 上传TP4056锂电池充电板原理图.png (25.23 KB, 下载次数: 63)下载附件保存到相册2016-10-18 15:17 上传TP4056锂电池充电板.png (8.61 KB, 下载次数: 64)下载附件保存到相册2016-10-18 15:17 上传改变PCB中的R4的阻值可改变充电电流
TP4056充电电流对应电阻的大小.png (11.47 KB, 下载次数: 55)下载附件保存到相册2016-10-18 15:17 上传
TP4056管脚图.png (25.01 KB, 下载次数: 70)下载附件保存到相册2016-10-18 15:17 上传。
基于TP4057的USB锂电池充电电路及PCB原理图TP4057简介：TP4057是单节锂电池充电管理芯片，输入电压为4V ~ 9V，典型值为5V，可改变TP4057的6脚电阻来控制充电电流，计算公式为RPROG =1000/IBAT（当IBAT <300毫安时）、RPROG =1300/IBAT -1000(当IBAT>300毫安时)，调节范围100 ~ 500毫安，截止充电电压4.2V，外围简单，无须外接开关管，具有充电指示和充满指示、防电池反接、电源欠压保护等功能。
TP4057充电过程：TP4057的充电过程大致如下：当待充电电池接入后，若电池电压小于2.9V，则TP4057将对电池进行预充电，电流为设定电流的1/10，当电池电压上升到2.9V 后，TP4057开始按设定电流恒流充电，当电压上升到4.1V（大概冲到了80%~90%）后恒流充电过程结束，输出电压恒定在4.2V，输出电流降低到设定电流的1/10，开始恒压充电过程，当电池电压达到4.2V后，充电过程完成，此后TP4057将连续监测电池电压，若电池电压下降到4.1V，则会再次进入充电过程，对电池进行充电。
模块简介：该充电模块输入使用miniUSB供电，板上恒流充电电流设定电阻标记为1.6K，对应充电电流为500毫安，指示灯可以选用3mm直插LED，或1005封装的贴片LED，TP4057应紧贴PCB，以便良好散热，当TP4057内部温度超过设定值（约120℃）后，芯片将自动减小充电电流，防止芯片过热烧毁。
模块指示灯信息：状态红灯CHRG 绿灯STDBY充电状态亮灭充电完成灭亮电源欠压电池反接灭灭无电池闪烁亮该模块可用制作简单的锂电池充电器。
模块尺寸：25.5mm*12mm 单面板。
电池充电器电路PCB设计
1 Protel软件简介
随着电子信息技术的飞速发展，手工设计电子产品的PCB(印制电路板)已不能适应电子技术发展的需要。
我们必须借助计算机来完成PCB的设计工作，它不仅速度快，准确性高，并能极大的减轻工程技术人员的劳动强度。
其中涉及的软件有许多种，Protel是其中比较经典的一种。
Protel是Altium公司推出的电路辅助设计系统，它是第一个将所有的设计工具集成于一身的板卡级设计系统，包括了原理图设计、PCB设计、电路仿真、PLD设计等。
它最早的版本是TANGO软件包，后来发展为Protel for DOS版、Protel for Windows版、Protel 98版、Protel 99 SE版、Protel DXP版及Protel 2004版。
随着版本的不断升级，它的功能越来越强大。
和其他版本相比，Protel 2004新增的许多功能，使操作更简单、自动化程度更高，使我们可以轻松进行各种复杂的电路板设计。
2 PCB设计
PCB是英文Printed Circuit Board的缩写，译为印制电路板，简称电路板或PCB板。
印制电路板是用印制的方法制成导电线路和元件封装，它的主要功能是实现电子元器件的固定安装以及管脚之间的电气连接，从而实现电器的各种特定功能。
制作正确、可靠、美观的印制电路板是电路板设计的最终目的。
PCB设计的一般流程包括：制作前期准备、制作PCB元件引脚封装、新建PCB文件，规划电路板、载入元件引脚封装和网络、布局、布线、DRC设计规则检查等。
3 Ni-MH电池充电器PCB设计
Ni-MH电池充电器是我们生活中常见的一种电子产品。
借助Protel 2004设计该电路的印制电路板(PCB)基本步骤如下。
3.1创建项目文件
为方便各设计文件的管理和它们之间的无缝连接及同步设计。
在Protel 2004中采用项目文件进行管理，首先要创建一个项目文件，然后在该项目文件下再新建或添加各设计文件。
3.2创建原理图文件并完成电池充电器电路的原理图设计
Ni-MH电池充电器电路原理图如下图1所示。
图1电池充电器原理图
3.3创建PCB文件并进行规划
在Protel 2004中创建PCB文件有两种方法：用文件菜单创建和用向导创建，要注意的是用向导创建的PCB文件不在项目文件中，创建完成之后必须把它放入项目文件中，否则后面的步骤就没办法进行了。
根据充电器电路的组成，首先规划板子的形状为长方形，根据元器件的数目确定板子的的大小为2400mil ×1300mil，单层布线即设计为单面板。
3.4载入元件引脚封装和网络并进行元件布局
本电路中全部元件采用插孔封装形式。
除了电池组正极性的封装，其他元器件封装均采用Protel 2004元器件库中的标准封装，我们需要根据实际电路为电池组的正极性端设置出封装，首先创建自己的元器件封装库，在库里创建如图2中BT1—BT4所示封装，然后将此封装设置为电池组的封装即可。
图2电池充电器PCB图
元件布局可采用先自动布局然后手工调整的方法进行。
注意变压器不在此板子上放置。
布局时注意元器件的排列、分布要合理和均匀，力求整齐，美观，合乎电路结构工艺要求。
3.5设置布线规则，进行布线
所谓“布线”，就是利用印制导线完成原理图中各元件的连线关系。
任何一块电路板在完成元器件布局后，接下来要做的就是将元器件用导线连接起来，使其具有电气特性，从而形成一块完整的电路板。
Protel 2004中布线时首先要设置好布线规则，以满足安全原则等电气要求。
根据充电器电路的实际要求，这里设置安全间距为10mil，顶层布线、普通线宽10mil、电源线20mil、地线30mil.布线采用自动布线，对不合乎要求的地方最后可以进行手工修改。
布线时在满足安全原则等电气要求的前提下，导线要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求导线简单明了。
另外，走线设计要考虑组装是否方便等。
最后还要求板子美观、经济，好的PCB板布线美观，做功精细，看上去就像一件艺术品。
3.6 DRC设计规则检查和错误排除。
电路板设计完成之后，为了保证所进行的设计工作符合要求，可以由计算机自动完成检查工作，即DRC设计规则检查。
检查完成后，系统会弹出Messages 信息框，根据此信息提示，对设计进行修改，直至没有错误。
到这里电路的PCB 设计工作就完成了，设计好的充电器PCB文件如上图2所示。
最后可以打印输出图纸和报表，进行实际制板等相应后续工作。
4总结
利用Protel 2004软件进行PCB设计，操作简单，自动化程度高。
Ni-MH 电池充电器PCB设计具有PCB设计的共性，也有一定的特性。
要设计一块完美
的充电器PCB，需要大量的经验积累。
随着电子技术的发展，电子线路也越来越复杂，需要设计人员不断提高设计水平，设计出更多的PCB精品。
