該電路采用TP4056芯片設(shè)計(jì)的一款單節(jié)鋰電池充放電一體電路。電路在外部電源存在時(shí)，優(yōu)先使用外部電源供電并為電池充電，外部電源消失后自動切換至鋰電池供電。電路是基于TP4056鋰電池充電管理芯片和AO3401P溝道MOS管搭建的鋰電池充電+放電防反接/路徑管理電路，核心實(shí)現(xiàn)鋰電池的恒流恒壓充電、滿電指示，以及電池與VBUS供電的自動切換輸出。
一、鋰電池充電部分（TP4056核心）
- 供電輸入：VBUS為外部5V電源（如USB），經(jīng)R4（0Ω）、C1/C2濾波后給TP4056的VCC（4腳）供電，CE（8腳）接入高電平使芯片工作。
- 充電邏輯：TP4056的BAT（5腳）連接鋰電池，芯片對鋰電池執(zhí)行恒流恒壓充電：
電池電壓低于4.2V時(shí)，恒流充電，CHRG（7腳）輸出低電平，LED3（D3）點(diǎn)亮，指示充電中；
電池電壓達(dá)到4.2V后，轉(zhuǎn)為恒壓浮充，充電電流減小，STDBY（6腳）輸出低電平，LED4（D4）點(diǎn)亮，指示充電完成/待機(jī)。
保護(hù)與輔助：
PROG（2腳）外接R8（1.2kΩ），設(shè)置充電電流（TP4056典型充電電流I_CHG = 1200/R_PROG，此處約1A）；
TMEP（1腳）可接熱敏電阻實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)，此處接地簡化設(shè)計(jì)；
C3為鋰電池端濾波電容，穩(wěn)定電池電壓。
二、供電切換與輸出部分（AO3401+二極管核心）
這部分實(shí)現(xiàn)VBUS供電與鋰電池供電的自動切換，且通過二極管防反接，最終從VOUT輸出穩(wěn)定電壓。
MOS管Q1的控制邏輯：
Q1是P溝道MOS管（AO3401），柵極（3腳）由R10、R11組成的分壓電路控制，源極（2腳）接鋰電池VBAT，漏極（1腳）接輸出端。
當(dāng)VBUS存在（5V）時(shí)，柵極電壓被拉至約2.5V（R10/R11分壓），而源極VBAT最高為4.2V，柵源電壓V_GS = 2.5V - 4.2V = -1.7V，Q1截止，鋰電池不向輸出供電，由VBUS經(jīng)D1（1N5819）向VOUT供電。
當(dāng)VBUS斷開（無5V）時(shí)，柵極電壓變?yōu)?V，V_GS = 0V - VBAT = -VBAT（約-3.7~-4.2V），Q1導(dǎo)通，鋰電池經(jīng)Q1、D2向VOUT供電。
2. 防反接與續(xù)流：D1、D2為肖特基二極管（1N5819），單向?qū)ǚ乐闺娏鞯构啵瑫r(shí)在VBUS/電池切換時(shí)提供續(xù)流路徑，保證VOUT輸出穩(wěn)定。
三、核心功能總結(jié)
充電：VBUS供電時(shí)，TP4056對鋰電池充電，LED指示充電狀態(tài)；
放電：VBUS斷開時(shí)，鋰電池經(jīng)Q1、D2向VOUT供電；
切換：VBUS存在時(shí)，優(yōu)先由VBUS向VOUT供電，鋰電池停止放電，實(shí)現(xiàn)“充電時(shí)不放電，斷電時(shí)電池供電”的路徑管理。
這個(gè)自動切換設(shè)計(jì)非常節(jié)能穩(wěn)定，是可穿戴設(shè)備、移動設(shè)備，小家電，消費(fèi)類電子的常見方案。 |
