現在智能設備、智能穿戴設備、便攜式設備種類繁多，給人們的生活帶來了極大的便利。所有的電子設備、智能設備都需要電力的供應，而聚合物鋰離子電池具有體積小、容量大、價格便宜、可循環充電等諸多優點，成為了眾多電子產品的青睞。
3.7V的電池
電池電量耗盡後需要充電，本著安全、延長電池使用壽命的目的，每臺可充電的電子設備都會配備一臺充電器，以便給設備充電。今天就從產品研發的角度帶大家來了解一下電池充電管理控制板是如何工作的，也教大家如何設計一款3.7V的鋰電池充電管理控制板。
今天所推薦的方案是TP4056，一款國產芯片，具有強大的功能，而所需外設器件較少，恆壓/橫流模式可選，充電電流可設置，最大充電電流可達1A，而且還具有電池溫度檢測功能，最大工作電壓8V，輸出限制電壓4.2V，不需要編程，降低了設計難度。對3.7V的鋰電池而言，是最佳的選擇方案。
為了完成本設計，提出以下設計需求。
芯片第1引腳是電池溫度檢測輸入端，將一個熱敏電阻NTC和一個固定阻值的分壓電阻接入該引腳即可實現電池溫度的檢測功能，在芯片內部將電池電量的45%和80%作為低溫和高溫的報警門限，溫度超限後充電被自動停止。將該引腳接入GND，則電池溫度檢測功能被取消。
NTC熱敏電阻
該芯片最大可輸出1A的充電電流，只需要通過一個外接電阻即可實現充電電流的調節功能。第2引腳在預充電階段，其電壓被調製在0.1V，而在充電階段其電壓被限定在1V，充電電流的設置公式如下圖所示。
充電電流的設置公式
在本設計中，外接電阻的阻值為1.2K，即最大可充電電流為1A。
不同的電阻所對應的充電電流
電瓶車的充電器在充電時指示燈顯示紅色，充電完成後指示燈顯示綠色。所以在本設計中也具有充電指示燈的設計。
芯片的第6引腳是充電完成指示端STDBY，在充電完成時該引腳輸出低電平，而在非充電階段將處於高阻態，所以在第6管腳以灌電流的方式接入了一個綠色LED指示燈，充電完成即亮綠色。
發光二極管
芯片的第7引腳是充電狀態指示端CHRG，在充電進行時該引腳輸出低電平，否則將處於高阻態，所以在第7管腳以灌電流的方式接入了一個紅色LED指示燈，正在充電時即亮紅色。
充電管理控制板設計原理圖
根據以上功能需求，所設計好的電路原理圖如上圖所示。下面來講解一下設計原理。
充電電流輸出端第5引腳接被充鋰電池的正極。第1引腳接地，即不需要對電池進行溫度檢測。第2引腳接入的電阻為1.2K，最大充電電流為1A，充電時顯示紅色，充電完成顯示綠色,電阻R2，R3是LED燈的限流電阻，防止流過LED的電流過大，將其擊穿。
圖中的電阻R4用於熱調節，可以降低芯片內部MOSFET兩端的壓降，這樣還可以顯著減少芯片的功耗。
TP4056實物圖
TP4056是SOP-8的封裝，體積小，佔用PCB空間小，其底部由散熱焊盤，通過設置銅皮即可散熱，節省散熱片，降低了成本。
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