2025 Make Blocks阶段1 - USB-C锂电池充电模块
这个实验是实现通过USB-C的充电模块,通过T4056芯片来实现对充电电流的控制,用DW01A进行电池保护,用插槽的原件来模拟锂电池。
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USB
lpzzzz
更新2025-10-11
北京理工大学
56
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所选任务:

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
  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


主要芯片为:MIC5504,TP4056和DW01A。

第一个芯片是将USB的5V电压改成3.3V电压,以便后续芯片的使用。链接为:MIC5504-3.3YM5-TR Microchip Technology | 集成电路(IC) | DigiKey

第二个芯片的作用是进行充电,能够做到LED灯显示,也能进行充电电流调节,芯片PROB连接的两个电阻是为了能够调节充电电流。链接为:LM5166DRCR Texas Instruments | 集成电路(IC) | DigiKey

第三个芯片是进行电池保护,通过NMOS的元件来判断能否正常工作L。链接为:DW01 Shenzhen Slkormicro Semicon Co., Ltd. | 集成电路(IC) | DigiKey


下面为该实验的原理图:
image.png

通过USB的接入从而接入电源,由in接入电路中,在和CE接口相连来确定是否充电,后续电路的功能是充电模式的转换和电池保护。

PCB:

image.png

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进行直接连接,后续铺铜完成PCB的设计


MIC5504芯片管脚

VIN:接入电源

GND:接地

VOUT:输出降低后的电压

EN:芯片使能


TP4056芯片管脚

VCC:连接电源

GND:接地

CE:芯片使能

SHRG:充电时led灯指示

STDBY:充电完成指示

PROG:调节充电电流的大小

TEMP:温度检测,用于电池温度的保护

BAT:为电池提供充电电压


DWO1A芯片管脚

VCC:电源正极输入脚

GND:接地

OD:过放检测输出脚,主要用于输出过放控制信号

OC:过流检测输出脚,用于输出过流控制信号


eZ-PLM截图:

image.png

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下面为该实验的3D模拟图:

image.png

心得体会:

回顾整个实验过程,从最初对着电路图 “无从下手”,到最终能独立完成PCB,我掌握了锂电池充电电路的设计要点。这次实验也让我发现了自己的不足:比如对 PCB整个电路板设计时需要留出空间 —— 未来我会进一步学习 KiCad 等 PCB 设计软件,深入研究电源完整性、信号完整性相关知识,争取在后续设计中做出更稳定、更可靠的电子模块。

总之,这次 USB-C 锂电池充电模块实验,是一次 “理论与实践的深度融合”,也是一次 “从学生思维到工程思维的转变”。它让我明白:电子设计没有 “一蹴而就”,只有 “精益求精”,每一个管脚的连接、每一个元件的选择、每一次调试的优化,都是通往 “可靠产品” 的必经之路。

软硬件
电路图
附件下载
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原理图
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PCB
团队介绍
郑宇豪个人
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