任务介绍

设计一个支持USB-C接口的单节锂电池充电模块

1. 具备充电状态指示LED
2. 充电电流可调（100mA-1A）
3. 包含过充过放保护
4. PCB尺寸建议控制在30mm×20mm范围内
5. 主要器件：需在DigiKey官网上有货且正常售卖

模块介绍

根据任务要求，本次我选用的是 TP4057 芯片 设计了一款单节锂电池充电核心板，此板卡主要用于 USB-C 接口供电的锂电池充电与管理，常用于便携式电子设备、学习开发套件中的电池供电场景，兼容直插排针接口，便于扩展板集成使用。

主要电源与功能引脚如下：

• Pin1 - VBUS：来自 USB Type-C 接口的 5V 供电电压，支持常见 USB 5V 适配器。
• Pin2 - GND：电源地。
• Pin3 - BAT+：锂电池正极，连接单节锂电池。
• Pin4 - BAT−：锂电池负极。
• Pin5 - STAT：充电状态指示输出，可驱动外接 LED 或连接至主控电路进行状态检测。
• Pin6 - PROG：充电电流设定引脚，通过外接电阻调节充电电流范围（100mA–1000mA）。

此外，电路板还集成了 充电状态指示 LED 与 过充过放保护电路，并在 PCB 丝印中清晰标注了各功能引脚，方便与外部系统对接。

TP4057 芯片 DigiKey 链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/umw/TP4057/17635237（IC） | DigiKey

原理图和PCB模块介绍

原理图

PCB

由于这块核心板采用了 SOT-23-6 封装的 TP4057 芯片，电路的主要功能集中在 单节锂电池的充电与保护，因此除芯片本体外，板上引出的引脚数量较少。核心板共预留了 6 个外部接口引脚，分别为：

• Pin1 - VBUS：USB-C 供电输入（5V）
• Pin2 - GND：电源地
• Pin3 - BAT+：锂电池正极
• Pin4 - BAT−：锂电池负极
• Pin5 - STAT：充电状态指示输出
• Pin6 - PROG：充电电流设定端

这种引脚排列方式便于核心板作为独立的充电功能模块，插接到更大的系统中使用，同时也支持单独焊线应用。

为了确保电池使用安全，板上还集成了 过充过放保护电路，避免因电池异常工作造成损坏。

为了方便使用者扩展，核心板采用了 单排 6Pin 排针接口，用户既可以通过直插焊接方式固定，也可以临时插入面包板或母座实现可拔插扩展，增强了实验和应用场景的灵活性。

在状态指示方面，板上带有一颗 红/绿双色 LED，分别对应充电与充满状态，使用者可以直观地观察电池充电进度。

在 USB-C 输入端，设计中加入了 CC 下拉电阻 (5.1kΩ)，确保 USB 适配器能够正确识别并提供 5V 电源；同时在 PCB 上预留了测试点，方便用户在调试或实验中测量 VBUS、BAT、STAT 信号。

由于 TP4057 内部集成了线性恒流/恒压控制电路，板上不需要额外的开关电感元件，PCB 尺寸得以控制在 30mm × 20mm 以内，整体紧凑而清晰，适合作为学习与扩展实验的电池管理核心板。

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

管脚定义

板上设置及标识

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

物料添加展示图

项目详情图