鋰電池充放電的電路疑問

beskur

各位前輩好，有事請教。

現在我想做個改裝，把原來用乾電池的電器改為可充電的鋰電池
但我希望電池放電給負載時就把充電電路關閉，反之，充電時就停止放電。
我想了兩種方案，一個是充電電路板和電池保護板分開(Fig.1)，然後用1P2T的滑動開關來切換。
另一種是用二合一的板子比較省事(Fig.2)，但是我目前沒想到要用甚麼開關來切換兩個迴路(A點close時，B點就open，反之A點open時，B點就close)


不知道我這設計觀念上有無要改進之處，或者有更好的建議，還請各位前輩不吝賜教。

jeanshyen

用一個 2P  搖頭開關 就可以了~

有個 6 接腳 2組開關~

nessie

  方案一: 獨立電路好分析. 單軸雙切 (Single pole double throw, SPDT), 就是那種三個接點的滑動開關即可;

  方案二: 複合電路省成本. 雙軸雙切 (Double pole double throw, DPDT), 就是那種兩排三個接點的滑動開關即可.

tonysun

提供第三個方案，就是像手機一樣，有電源就充電，沒電源就不充電，充電時仍可用，不用切換開關：

‧有外接電源時可同時充電與供應負載 (因此電源所能提供的電力要考慮同時充電與使用的情況，因此設計功率要高於前二方案)
‧沒有外接電源時由電池供電
‧負載不耗電時單純充電

電路上，方案一二的那些開關免除，要增加的是充電電路與電池間的逆向放電防止裝置，以免沒有電源時，電池向充電電路放電。

逆向防止，最簡單的方式是一個蕭基二極體 Schottky Diode 如 1N5817 - 1N5825, SS12 - SS54 等這類，進階方是用 MOSFET 作開關

beskur

tonysun 發表於 2019-11-13 09:33 PM
提供第三個方案，就是像手機一樣，有電源就充電，沒電源就不充電，充電時仍可用，不用切換開關：

‧有外接 ...

感謝回覆，我對前輩這個方案頗感興趣
不知道我理解上有沒有錯誤
若用蕭基二極體，是不是只能用方案一那種充電電路和保護板分開的設計？
方案二的那種二合一板好像沒辦法使用

tonysun

beskur 發表於 2019-11-13 10:00 PM
感謝回覆，我對前輩這個方案頗感興趣
不知道我理解上有沒有錯誤
若用蕭基二極體，是不是只能用方案一那種 ...

不會呀，兩種設計都行。

只要逆向防止電路出現在整體電路中該在的地方就好，把哪一部份分配到哪一電路板是沒有關係的

充電電路修改1

beskur

tonysun 發表於 2019-11-14 01:03 AM
不會呀，兩種設計都行。

只要逆向防止電路出現在整體電路中該在的地方就好，把哪一部份分配到哪一電路板 ...

方案一的接法我可以理解

不過方案二我打算用這種二合一的模組

那是不是變成我要先分析出這二合一模組上分出兩個block，然後把二極體接在彼此之間？

我本來加入切換開關的用意，是希望接上adaptor充電時不要讓鋰電池對負載放電
但我看您的描述，似乎接上外接電源時就可供電池充電及負載使用，似乎也不用考慮這個上述因素？


補充內容 (2019-11-14 01:19 PM):
我後來想了一下，拿到這二合一模組時，大概要先確認未外接鋰電池且插上adaptor時，Vout能否會輸出電壓給負載使用

chenpiz

請問加了蕭基二極體之後，鋰電池的充飽電壓仍然會在4.1V ~ 4.2V之間嗎? 謝謝！

tonysun

問得很好，確實有一些影響。

既然該模組已經採用了專用IC TP4056，防止無電源時反向對充電電路放電的這一問題，已在IC設計時的考慮之內，不用再加什麼二極體額外處理了。

模組的電路以及IC內部電路可以參看 TP4056 的 datasheet

註: 保護電路仍會有些微耗電，但相當小 (uA級)

beskur

tonysun 發表於 2019-11-14 04:00 PM
問得很好，確實有一些影響。

既然該模組已經採用了專用IC TP4056，防止無電源時反向對充電電路放電的這一 ...

我看了一下datasheet，BAT(pin5)似乎是固定在4.2V，是不是只要進入充電狀態，因為4.2V必定高於鋰電池的電壓，所以此時鋰電池一定不會是放電狀態？
且充電模組本身已有防止反向放電的機制，那我好像也不用加開關去切換了。
若這二合一模組沒有電池也能輸出給負載，輸出4.2V又可以到1A，應該也夠同時電池充電和推動負載了，頂多就是充電慢一點。

感謝前輩指點

big619

beskur 發表於 2019-11-14 06:44 AM
方案一的接法我可以理解

不過方案二我打算用這種二合一的模組

這個模組我用過，蠻好用的。可調充電電流，還可防止鋰電過放。

USB接上5V時就會對電池充電，沒接時電池放電。

jimpo

big619 發表於 2019-11-14 04:45 PM
這個模組我用過，蠻好用的。可調充電電流，還可防止鋰電過放。

USB接上5V時就會對電池充電，沒接時電池 ...

這塊模組能調整充電電流?我是指沒有手動調整電流，應該是看鋰電池負載而定，最高是限定1000ma`,有過電流3A保護，這模組在充鋰電池是不錯用的。
模塊特點及參數:
==================================以下是參數
輸入端帶有MICRO USB母座，可以直接用手機充電器來做輸入給鋰電池充電，

並且依然保留有輸入電壓接線焊點，可以非常方便的DIY

輸入電壓：5V

充電截止電壓：4.2V ±1%

最大充電電流：1000mA

電池過放保護電壓：2.5V

電池過流保護電流：3A

板子尺寸：2.6*1.7CM