介紹一種單節鋰電池充放電一體的電路。

該電路在外接電源時(shí)，使用外接電源供電，并且為鋰電池充電;在無(wú)外接電源時(shí)，系統自動(dòng)切換為鋰電池供電。

電路的原理如下圖：

1) 圖中VBUS是外部輸入的5V電源，VBAT接到鋰電池正端，VOUT是整個(gè)電路的輸出;

2) 虛線(xiàn)左邊的電路是充電電路，充電管理芯片使用常見(jiàn)的TP4056鋰電池電源管理芯片，可以提供最大1A的充電電流;由芯片手冊可知，充電電流由圖中的 R8 設置，公式為 I = 1100/R(誤差±10%)，圖中設置為充電電流為900mA;充電時(shí)D4亮、D3滅;充滿(mǎn)時(shí)D4滅、D3亮;這一部分是TP4056的標準電路;

3) 虛線(xiàn)右側的電路是自動(dòng)切換電路;

當VBUS處有外部電源輸入時(shí)，電流可以直接從二極管D1通過(guò)，流到VOUT輸出處;而此時(shí)由于VBUS同時(shí)也將PMOS管Q1的柵極拉高，使得柵極電壓與源極電壓相差很小，Q1管會(huì )截止，防止了VOUT處有電流流向VBAT。這樣實(shí)現了有外部電源VBUS時(shí)，外部電源為VOUT供電，而同時(shí)為VBAT電池充電。

當VBUS處沒(méi)有電源輸入時(shí)，MOS管Q1的柵極被拉低到地，而此時(shí)由于VBAT上接了電池，使得Q1的源極和柵極間有3V以上的電壓，Q1會(huì )導通，實(shí)現了VBAT向VOUT供電。

4)元器件的選擇

圖中D1和D2應選擇電流足夠的肖特基二極管(如1N5819)，因為肖特基二極管的壓降小，并且開(kāi)關(guān)速率很快，這樣可以彌補MOS管開(kāi)關(guān)慢的缺點(diǎn);如在外部電源撤除，Q1的未完全導通時(shí)，VOUT會(huì )有短時(shí)間的跌落，此時(shí)電流可以從高速的二極管D2通過(guò)，當Q1完全導通后，可以使得VBAT到VOUT的壓降變小。

Q1應選擇PMOS，并且開(kāi)關(guān)門(mén)限電壓建議小于3V，因為鋰電池的電壓在3.7V左右，要使得3.7V減去二極管的壓降后，還要能使得Q1導通(如選擇AO3401)。

同時(shí)，為了在電源切換時(shí)盡量減小電壓的跌落，可以在VOUT上并聯(lián)大電容。

5)PCB設計建議

PCB設計時(shí)，需要特別注意，TP4056芯片的底面有一個(gè)散熱用的大焊盤(pán)，必須設計一個(gè)大面積連接的銅皮便于散熱，否則充電時(shí)很容易就會(huì )過(guò)熱保護，提供不了設計的充電電流。