LiFePO4电池充电器电路图分析

磷酸铁锂 LiFePO4 或 Li-Fe电池是最新一代的锂离子电池，因其高放电电流、安全性等特点而受到电子爱好者的欢迎，并且是所有电池类型中毒性最小的。此外，由于制造它们所涉及的化学成分，这些电池更安全。它含有非常稳定的磷酸盐成分，因此可以实现更长的电池寿命。然而，最新一代的锂电池是不易燃的，能够承受极端条件。在本文中，我们将讨论DIY LiFePO4 电池充电器电路，即可以使用易于获得的电子元件制作这种简单的充电器电路。

LiFePO4电池充电器电路的电路说明

LiFePO4 电池充电器电路（图 1）围绕运算放大器 LM358、PNP 晶体管 S8550、二极管 （1N4007）
和其他一些无源元件（如电阻器、电容器等）设计。

这里使用运算放大器 LM358 是因为它以大直流电压增益、大输出和 ut 电压逻辑摆幅 （VLS）
而闻名，并且具有适用于单电源和双电源的各种电源。运算放大器在比较器模式下使用，它将电池的电压输出与电源电压进行比较。PNP 晶体管 T1
充当开关，仅在待充电电池的电压低于预定义电压时才打开。晶体管T1的开关动作由运算放大器控制。晶体管的输出电压通过二极管D1。二极管D1有两个作用，一个是阻止电流从电池流向电路，另一个是将电压降至特定水平。

该电路由三个 LED、两个红色 LED 和一个彩色 LED 组成。发光的 LED1（红色）表示电池正在充电，而发光的
ED2（绿色）表示电池已充满电。发光的 LED3（红色）表示电路可用电源。

电阻器 R7 与电阻器 R8 相结合，提供从电池到使用运算放大器 LM358 构建的比较器电路的同相输入（引脚 3）的基准电压。电阻 R6 与
LED3（电源 LED）组合时，为运算放大器 LM358 的反相输入（引脚 2）提供固定基准电压。

该电路设计为单节LiFePO4 （3.2V）充电器，预期输出为3.6 V。

电路的工作

当要充电的电池连接到 BUC 时，运算放大器从电池获得电压到其同相端子。在反相输入端（引脚 2）提供固定基准电压，在同相输入端（引脚
3）提供来自电池的信号电压。同相端子上的电压是可变的，取决于电池电压

情况1：电池未充满电时：

当同相输入端的电压小于基准电压时，运算放大器的输出变为低电平，从而进一步驱动晶体管T1处于导通状态。因此，电池开始充电，LED1 变为亮起。

案例2：电池充满电时：

当同相端子的电压大于基准电压时，运算放大器的输出变为高电平，进一步驱动晶体管T1处于OFF状态，结果，充满电的指示灯LED（LED2）开始发光。电池不会有电压，因为阳极的电压低于二极管阴极的电压。

在设计此电路时，我们必须确保元件值必须等于元件列表。输出时，可以更改电阻值（R2、R7 和 R8）。

因此，该电路提供 3.6 V @ 250 mA 的输出，适用于高达 3.2 V @ 2500 mAH 的电池。

我们可以注意到这一点，LED1，指示充电的 LED
可能会闪烁，这可能是由于比较器造成的，事实确实如此。因此，为了排除此类问题，可以使用具有迟滞的比较器IC。

PCB图

LiFePO4电池充电器电路的PCB图是使用Altium Designer设计的。图 3 显示了焊料侧，而图 4 显示了 PCB
图的元件侧。焊锡侧和元件侧PCB的实际尺寸可以从下面给出的链接下载。

为了电池安全，建议使用质量良好的支架，对于长期使用，还建议使用令人满意的 LiFeO4 电池充电器外壳。

完成整个施工后，我们提供由 USB 端口、稳压电源或 USB 电源适配器供电的稳定 DC 5 V 电源。如果我们的电路制造正确，则 LED2 和
LED3 会亮起。现在，当电压表连接到电池座 CON2 上时，可以看到接近 3.6 V 的直流电压值。然后，将放电的 LiFeO4 电池放入其支架后，我们看到
LED1 会亮起，表示电池开始充电。