原标题：单节18650锂电池充电电路（原理图+PCB）

单节18650锂电池充电电路详解（含原理图、PCB及主控芯片介绍）

一、引言

18650锂电池是一种广泛应用于移动电源、手电筒、电动车等领域的电池，具有容量大、放电性能稳定等优点。为了确保18650锂电池的安全、高效充电，需要设计专门的充电电路。本文将详细介绍单节18650锂电池充电电路的原理图、PCB设计以及主控芯片型号和作用。

二、18650锂电池充电电路的基本原理

18650锂电池充电电路通常由充电控制芯片、电源指示灯、充电指示灯等元件组成。充电控制芯片是整个电路的核心，它可以监测电池的电压和充电电流，以确保电池的安全和充电效率。电源指示灯通常用于指示充电器的电源状态，而充电指示灯则用于指示电池的充电状态。

在充电过程中，充电控制芯片会根据设定的充电电流和终止电压来控制充电过程。当电池电压达到设定的终止电压时，充电控制芯片会减小充电电流，以维持电池电压不变，直到充电结束。充电指示灯会在充电过程中亮起，而当充电结束时，充电指示灯会熄灭。

三、主控芯片型号及其作用

18650锂电池充电电路的主控芯片主要有TP4056和AX4054等，以下是这些芯片的详细介绍。

1. TP4056

1.1 型号及规格

TP4056是一款适用于单节锂离子电池的完整线性充电器，具有高达1000mA的可编程充电电流。其采用SOP封装，具有恒定电流/恒定电压操作，并具有可在无过热危险的情况下实现充电速率最大化的热调节功能。

1.2 作用及特点

• 高精度预设充电电压：TP4056具有精度达到±1.5%的4.2V预设充电电压，确保电池能够充满电而不会过充。

• 热调节功能：通过热调节功能，TP4056可以在无过热危险的情况下实现充电速率最大化，确保充电过程的安全。

• 电池电量检测：通过充电电流监控器输出，可以实时监测电池的电量状态。

• 自动再充电：当电池电压降至一定阈值以下时，TP4056会自动启动再充电过程。

• 双输出指示：充电状态双输出、无电池和故障状态显示，方便用户了解充电状态。

1.3 典型应用电路

TP4056的典型应用电路包括电池温度检测输入端（TEMP）、恒流充电电流设置和充电电流监测端（PROG）、电源地（GND）、输入电压正输入端（Vcc）、电池连接端（BAT）、电池充电完成指示端（STDBY）、漏极开路输出的充电状态指示端（CHRG）以及芯片始能输入端（CE）。

通过连接外部电阻、电容和LED等元件，可以构建完整的18650锂电池充电电路。

2. AX4054

2.1 型号及规格

AX4054是一款完整的单节锂离子电池用恒定电流/恒定电压线性充电器，具有高达800mA的可编程充电电流。其采用ThinSOT封装，使得外部元器件数目较少，成为便携式应用的理想选择。

2.2 作用及特点

• USB电源适配：AX4054专为在USB电源规范内工作而设计，可以直接从USB端口给锂离子电池充电。

• 高精度预设充电电压：具有精度达到1%的4.2V预设充电电压，确保电池能够充满电而不会过充。

• 充电电流监控：通过充电电流监控器，可以实时监测电池的充电电流。

• 自动再充电：当电池电压降至一定阈值以下时，AX4054会自动启动再充电过程。

• 状态引脚：具有一个用于指示充电结束和输入电压接入的状态引脚，方便用户了解充电状态。

2.3 典型应用电路

AX4054的典型应用电路同样包括电池连接端、输入电压正输入端、电源地等关键引脚。通过连接外部电阻、电容等元件，可以构建完整的18650锂电池充电电路。

四、18650锂电池充电电路的原理图

以下是基于TP4056和AX4054的18650锂电池充电电路的原理图示例。

1. 基于TP4056的18650锂电池充电电路原理图

[电池温度检测输入端（TEMP）] --- [电池（BAT）] --- [电源地（GND）]

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[恒流充电电流设置和监测端（PROG）] --- [外部电阻] --- [GND]

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[输入电压正输入端（Vcc）] --- [外部电源]

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[电池充电完成指示端（STDBY）] --- [LED] --- [GND]

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[漏极开路输出的充电状态指示端（CHRG）] --- [LED] --- [GND]

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[芯片始能输入端（CE）] --- [外部控制信号]

2. 基于AX4054的18650锂电池充电电路原理图

[电池连接端] --- [电池（BAT）] --- [电源地（GND）]

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[输入电压正输入端（Vcc）] --- [USB电源]

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[充电电流监控器输出] --- [外部电阻] --- [GND]

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[充电状态输出引脚] --- [LED] --- [GND]

五、PCB设计

在PCB设计中，需要确保各个元件之间的连接正确且可靠。以下是一些关键的PCB设计要点：

1. 元件布局：合理布局各个元件，确保信号路径最短，减少干扰。

2. 布线：采用较宽的布线，以减少电流损耗和发热。

3. 接地：确保良好的接地设计，以减少噪声和干扰。

4. 散热：在需要散热的元件附近添加散热片或散热孔，以提高散热效果。

六、充电电路的定制需求

18650充电电路可以根据需要进行定制，例如选择不同的充电电流和终止电压，以满足不同的充电需求。在定制时需要考虑电池的容量、充电时间和充电效率等因素，以确保充电过程的安全和稳定性。

七、充电电路的注意事项

1. 选择合适的充电电流和终止电压：根据电池的规格和实际需求，选择合适的充电电流和终止电压。

2. 防止过充和过放：过充和过放都会对电池造成损害，因此需要确保充电电路具有过充和过放保护功能。

3. 散热：在充电过程中，电池和充电电路会产生一定的热量，因此需要确保良好的散热设计。

4. 安全：确保充电电路具有短路保护、过流保护等安全措施，以防止意外事故的发生。

八、结论

18650锂电池充电电路的设计涉及多个方面，包括主控芯片的选择、原理图的设计、PCB的布局布线等。通过合理的设计和选择，可以确保18650锂电池的安全、高效充电。在实际应用中，需要根据具体需求和电池规格进行定制和优化，以满足不同的使用场景和要求。

希望本文能够为读者提供有用的参考和指导，帮助读者更好地理解和设计18650锂电池充电电路。