2025 Make Blocks阶段1 -支持USB-C接口的单节锂电池充电模块
该项目使用了ISL6292-2CR3Z-T,实现了USB-C接口的单节锂电池充电模块的设计,它的主要功能为:USB-C接口的单节锂电池充电模块。
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更新2025-10-20
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任务介绍

设计一个支持USB-C接口的单节锂电池充电模块具备充电状态指示LED,充电电流可调(100mA-1A),包含过充过放保护。

模块介绍

根据上面的要求我选择了ISL6292芯片

ISL6292 是一款集成式单节锂离子或锂聚合物电池充电器,能够在低至 2.4V 的输入电压下运行。 该充电器的设计是为了与各种类型的交流适配器或 USB 端口配合使用。 当交流适配器是电压源时,ISL6292 作为线性充电器运行。 电池以 CC/CV(恒定电流/恒定电压)配置文件充电。

ISL6292 芯片DigiKey链接:ISL6292-2CR4-T Intersil | 集成电路(IC) | DigiKey 市场

原理图和PCB模块介绍

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1. 电源输入与去耦(USB 部分)

  • USB 接口(USB1):提供 5V 电源输入(VCC)和接地(GND),是整个充电电路的电力来源。
  • 去耦电容 C3(100nF):并联在VCCGND之间,用于滤除 USB 输入的高频噪声,稳定电源电压,避免干扰芯片工作。

2. 充电控制核心(ISL6292 芯片)

芯片U1(ISL6292-2CR3Z-T)是电路的核心,负责充电逻辑、电流 / 电压控制、状态监测等功能。各引脚功能与外围连接解析:

引脚

功能

外围连接与作用

VIN(1 脚)

电源输入

连接 USB 的VCC,为芯片提供工作电源。

VBAT(10 脚)

电池正极连接

直接连接电池正极(VBAT网络),输出充电电流到电池。

FAULT#(2 脚)

故障指示(低有效)

R4(10kΩ)上拉后,与LED1R2(10kΩ)、C1(100nF)连接。故障时(如过温、电池异常)输出低电平,驱动LED1指示故障。C1用于滤波,防止指示误触发。

STATUS#(3 脚)

充电状态指示(低有效)

同样经R4上拉,与LED1共用回路。不同充电阶段(恒流、恒压、充满)输出不同电平,通过LED1的亮 / 灭 / 闪烁直观显示状态。

GND(4 脚)

接地

提供电路参考地。

TEMP(5 脚)

电池温度监测

连接NTC 热敏电阻 R3(HNTCO402-103F3950FB,负温度系数)。温度变化时,NTC 电阻值改变,芯片据此调整 / 停止充电,保障电池安全。

IREF(6 脚)

充电电流设置

电位器 PR1(10kΩ)接地。调节 PR1 的阻值,可改变IREF引脚的电流,从而编程充电电流大小(公式参考芯片手册:Ichg ∝ 1/R_IREF)。

V2P8(7 脚)

2.8V 基准电压输出

外接C2(100nF)去耦,稳定内部 2.8V 基准电压,为芯片内部电路或外围小信号电路供电。

EN(8 脚)

使能引脚

图中疑似直接连接(或内部上拉),默认使能充电功能。

3. 状态指示与保护

  • LED1 与电阻 R2、R4LED1为双色或单色 LED,通过FAULT#STATUS#的电平组合,显示 “充电中”“充满”“故障” 等状态;R2是限流电阻,防止 LED 过流损坏;R4为上拉电阻,确保引脚在无输出时为高电平。
  • NTC 热敏电阻 R3:实时监测电池温度,当温度超出安全范围(如过高 / 过低),芯片会自动调整充电电流或停止充电,避免电池损坏。

4. 关键元件作用总结

  • 电容 C1、C2、C3:均为去耦 / 滤波电容,滤除高频噪声,稳定电压(C1还用于状态引脚的消抖)。
  • 电位器 PR1:手动调节充电电流,灵活适配不同容量 / 规格的电池。
  • NTC 电阻 R3:温度保护,是电池安全充电的核心监测元件。

管脚定义

USB1 为充电时的电压输入接口

H1 的上引脚接锂电池正极

H1 的下引脚接锂电池负极

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

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心得体会

ISL6292高集成度大幅简化锂电池充电电路设计,其过充、过温等安全机制可靠保障电池安全。配套评估板可快速验证充电参数,为实际项目提供直观参考,让充电方案开发更高效、稳定。

软硬件
元器件
ISL6292-2CR3Z-T
ISL6292PDFmemory锂离子/锂聚合物电池充电器
电路图
附件下载
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