如何构建18650锂电池充电器和升压模块

时间：2024-12-03 21:20:43

关键字：锂电池充电器 Arduino TP4056

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[导读]在本教程中，我们将通过结合TP4056锂离子电池充电器IC和FP6291升压转换器IC来构建一个锂电池充电器和升压模块，用于单个锂电池。这样的电池模块在使用锂电池为电子项目供电时非常有用。该模块可以安全地为锂电池充电，并将其输出电压提高到稳压的5V，可以为我们的大多数开发板供电，如Arduino， NodeMcu等。我们的模块的充电电流设置为1A，输出电流也设置为5V时的1A，但是，如果需要和电池支持，它也可以很容易地修改为提供高达2.5A。

在本教程中，我们将通过结合TP4056锂离子电池充电器IC和FP6291升压转换器IC来构建一个锂电池充电器和升压模块，用于单个锂电池。这样的电池模块在使用锂电池为电子项目供电时非常有用。该模块可以安全地为锂电池充电，并将其输出电压提高到稳压的5V，可以为我们的大多数开发板供电，如Arduino， NodeMcu等。我们的模块的充电电流设置为1A，输出电流也设置为5V时的1A，但是，如果需要和电池支持，它也可以很容易地修改为提供高达2.5A。

在整个教程中，我们将讨论电路图，我如何设计PCB，我如何订购它，以及在焊接组件和测试电路时发生了什么样的问题。如果您对锂电池和充电器电路完全陌生，请查看锂电池和锂电池充电器电路的介绍，以便在继续本电路之前获得一个想法。

这里我们使用PCBWay提供这个项目的PCB板。在本文的以下部分中，我们详细介绍了设计，订购和组装该锂电池充电器电路的PCB板的完整程序。

组件的要求

•TP4056锂离子电池充电器IC

•FP6291升压转换器IC

•USB Type-A母头连接器

•Micro USB 2.0 B型5针连接器

•5x电阻器(2×1k, 1.2k, 12k, 88k)

•6x电容器(2×0.1µf, 2×10µf, 2×20µf)

•2×发光二极管

•1x电感器(4.7µH)

•1x二极管(1N5388BRLG)

•18650锂电池

电路图及说明

上面给出了18650锂电池充电器和升压模块的电路图。本电路主要有两个部分，一是电池充电电路，二是DC到DC升压转换器部分。boost部分用于将电池电压从3.7v提升到4.5v-6v。在这个电路中，我们在助推器侧使用了USB a型母连接器，在充电器侧使用了Micro USB 2.0 B型5引脚连接器。电路的完整工作也可以在本页底部的视频中找到。

电池充电电路是围绕锂离子电池专用充电器TP4056 IC设计的，TP4056是一款完整的单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器。它的SOP封装和低外部元件数量使TP4056非常适合便携式应用。该IC通过处理通过Micro USB插座接收的5V直流输入电源来处理电池充电操作。与它相连的led指示充电状态。

采用DC-DC升压转换器FP6291 IC设计了DC-DC升压转换器电路，该1mhz DC-DC升压转换器IC可用于从3V电池中获得稳定的5V等应用。升压转换器电路通过电池端子(+和-)获得输入电源，由FP6291 IC处理，通过其输出端的标准USB插座提供稳定的5V直流电源。

制造PCB 18650锂电池充电器和助推器模块

现在我们了解了原理图是如何工作的，我们可以继续为我们的项目构建PCB。您可以使用我们选择的任何PCB软件来设计PCB。我们的PCB完成后看起来像这样。

上述电路的PCB布局也可以从链接下载：

18650锂电池充电器Gerber文件

现在，我们的设计已经准备好了，是时候使用Gerber文件来制作它们了。要完成PCB很容易，只需遵循以下步骤

从PCBWay订购PCB

第一步：如果你是第一次参加，请注册。然后，在PCB Prototype选项卡中，输入PCB的尺寸、层数和所需PCB的数量。

第二步：点击“现在报价”按钮。你将被带到一个页面，在那里设置一些额外的参数，如果需要，如使用的材料，轨道间距等。但大多数情况下，默认值可以正常工作。

第三步：最后一步是上传Gerber文件并继续付款。为了确保付款过程顺利进行，PCBWAY会在付款前验证您的Gerber文件是否有效。这样，您可以确保您的PCB是制造友好的，并将达到您的承诺。

组装和测试18650充电器和升压模块

几天后，我们收到了整齐包装的PCB， PCB质量一如既往地好。板的顶层和底层如下图所示。

在组装所有组件并焊接红色和黑色电线到B+和B-引脚连接到我们的18650电池后。因为我没有点焊机，我用磁铁来确保我与18650电池的连接。与锂电池一起组装的模块如下图所示。

单板上的绿色和黄色指示灯表示模块的充电状态。当电池正在充电时，绿色LED发光，黄色LED发光，充电完成或模块正在等待电池。micro USB接口可以用来给电池充电，如果充电器没有连接，那么绿色led和黄色led都不会发光。我们可以使用任何5V的充电器与这个模块，只要确保充电器的输出电流是1A或更多。下图显示的是给锂电池充电的模块，注意绿色LED灯亮着。