充电指示和检测同步怎么设计？电路简单吗？这里且看4054的电路设计

只看该作者 · 2023-2-3 18:22

本帖最后由 wuliangu 于 2023-2-4 15:46 编辑

#申请原创# @21小跑堂

最近做了一个方案，在电路设计上遇到了一个问题，现在对其整理记录下。

这是一个什么问题呢？就是在设计电路时对充电线路的设计未处理好，说起来这个充电线路还是很简单的，就是一个充电IC加上少量外围元件，这里的问题是在充电指示上未满足功能需求，初始设计如下（图一）。

（图一）

这里的充电指示设计思路是用主控来检测判断电池是否充满，充满了则通过IO口控制一盏灯亮或灭，在显示屏界面上的电池符号也好通过检测判断来定自己想要的状态（如在充电时电池符号中的电量格数做流动显示，充满了后就显示满格状态）。但这样设计有一个很大的缺陷：就是当系统未开机时，充电状态是看不到的，即我们不知道电池是否在充电或充满电。所以这个电路还是得改，需要在系统关机情况下还能看到充电状态，这里的充电指示灯不用主控来控制了，改用充电IC直接控制，更改后电路如下（图二）。

（图二）

用过这个电路的人都知道，当锂电池未接上时，这指示灯是微亮且有点闪；当接上锂电池充电后这指示灯会常亮，灯的亮度可由所串的电阻来调节；当锂电池充满时这指示灯就会熄灭。所以通过（图二）这个线路，我们是可以在系统关机的情况下看到充电的状态。

若是在设计上还想用到主控的检测功能或者说预留这个功能，那该如何设计呢？也许有人会想，将（图一）和（图二）整合在一起就可以了，充电IC的CHRG网络控制指示灯亮灭的同时还能控制三极管用作充电状态检测，如下（图三）设计。

（图三）

这个电路真的可以用吗？开始我也是这么想的，不过在实际测试时测到充满电后这指示灯并不会熄灭，所以这个线路是行不通的。这里怀疑是不是三极管Q1的内阻R1和R2及be极将电压拉低了？下图是三极管Q1的内部结构和电阻参数图：可以看到R1和R2的阻值为10K，这个参数在平时的电路设计中也可以注意下。

（图四）

在三极管基极上再串一个电阻R292试下看能不能将CHRG处的电压抬高，如（图五）。

（图五）

这里将R292的值分别设为10K、20K、47K，测试出三组数据如下（图六），

（图六）

通过数据可以看出R292的电阻增大到一定程度，电池充满电时指示灯会变暗但不会熄灭，当为47K时三极管的基极电压为0.8V，考滤到若再增大的话，指示灯依旧不会熄灭，而会使三极管的控制失效，所以这个电路这样处理还是不好。

那么，还得想个办法隔离三极管Q1对充电IC状态脚的影响，更改线路如下（图七）。

（图七）

图中对三极管基极的外围做了处理，增加了一个上拉电阻R291和一个二极管D11，当电池在充电时，CHRG为低电平，这时指示灯点亮，将三级管的基极拉为低电平，使得三极管断开；当电池充满电时，CHRG为高电平，这时指示灯熄灭，三极管的基极被R291拉为高电平，三极管导通。经实测，图七的线路符合功能要求，在充满电时指示灯会熄灭，三极管也得到控制。测得各测试点的数据如下（图八）。