锂电池充电慢？手把手教你制作锂电池快充充电器

来源：知乎作者：知乎发布时间：2020-07-28 14:46:45 阅读数:1152

本文来源：知乎 @王超

前言

最近在GitHub又发现了一个嵌入式软硬件都开源的项目——基于STM32G0的锂电池快充充电器，使用Type C接口的充电头供电，支持为1s - 4s锂电池组充电，并且支持2s-4s平衡充电功能。

基于STM32G0的锂电池快充充电器

目前，这个项目已经作为产品量产上市，在hackaday商城售价60美金。

基于STM32G0的锂电池快充充电器售卖

基本功能

主要有以下功能：

1.单节锂电池和 2s-4s 锂电池组平衡充电

2.支持 USB PD 电源，充电高达 60W

3.支持非 USB PD 电源（仅限于 2.5W - 5V，0.5A）

4.随着设备温度升高，自动降低充电功率

5.通过 RGB LED 提供用户反馈

6.开源原理图、BOM 和固件

7.用于调试和运行时信息的 UART 命令行接口

锂电池快充充电器主要功能

目前已经经过以下型号的USB PD快充电源的测试：

1.Lenovo Thinkpad 65W Charger

2.Lenovo Thinkpad X1 Carbon USB C Port

3.Anker PowerPort Atom PD 1 30W

4.Aukey PA-Y8 27W Turbo Charger

5.Nintendo Switch Power Supply

6.Generic 2.5W USB A Wall Wart

USB PD快充电源测试

涉及到的知识点

1.锂电池平衡充电电路，及其单片机控制逻辑

2.STM32G0官方USB PD快充协议中间件的使用

3.运行FreeRTOS，可通过CLI命令行进行交互

4.使用Makefile或TrueStudio编译

5.STM32G071CBT6的GPIO/ADC/UART/IIC/TIMER/DMA基本外设使用

6.BQ25703ARSNR锂电池充电管理芯片的使用

锂电池知识点

硬件电路

原理图也很简单，只有3页，整个项目的硬件框图如下：

硬件电路原理图

主控部分采用的STM32G071，这是ST在2018年底推出的一款Cortex-M0+内核的MCU，IO口利用率超过93%，最大的一个特色就是支持 USB-C Power Delivery ，很多充电宝都是基于这款芯片实现的。

锂电池芯片

充电部分的电路，单节锂电池充电方案采用的是TI的锂电池充电管理芯片BQ25703ARSNR。

单节锂电池充电方案

多节锂电池平衡充电采用的是MOS开关调节电路实现，电阻分压的方式来实时监控电池的电压状态，电池电压作为反馈，从而实现平衡充功能。

软件实现

软件方面，开发环境使用的 TrueStudio，使用 CubeMX 生成基本驱动代码，FreeRTOS 的移植，STM32G0 的 GPIO、ADC、IIC、TIMER、DMA、UART基本外设的使用，STM32G0 USB C 驱动库的使用，异常状况保护逻辑和充电管理逻辑，可以通过串口终端实时监测充电的状态：