Adafruit MicroLipo和MiniLipo电池充电器使用指南

在电子项目中，摆脱电源束缚，使用电池供电是常见需求。而锂聚合物（LiPo）和锂离子（LiIon）电池凭借高能量密度、大电流能力和可充电性，成为了消费产品中最受欢迎的可充电电池。今天，我们就来详细了解一下Adafruit的MicroLipo和MiniLipo电池充电器。

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一、概述

随着市场需求的增加，LiPo电池价格大幅下降，现在花10美元左右就能买到，甚至还能从旧手机中回收利用。但要注意，这类电池需要特殊的充电器，不能使用镍氢（NiMH）、镍镉（NiCad）或磷酸铁锂（LiFePo）充电器，必须使用专门的锂充电器。

Adafruit的充电器充电分为三个阶段：预充电、恒流快充和恒压涓流充电，以保持电池电量充足。默认充电电流为100mA，适用于任何尺寸的电池和USB端口。如果需要，也可以通过焊接跳线将充电电流改为500mA，但仅适用于500mAh及以上的电池。

二、电池类型

在使用充电器之前，一定要检查电池类型。Adafruit的Mini/Micro Lipo充电器仅适用于3.7V/4.2V的单节LiPoly/LiIon电池。一些非常旧的LiIon电池是“3.6V/4.1V”类型，不适合使用该充电器。此外，不要将其用于锂硬币电池，这类电池最好使用定制充电器。

常见的LiIon电池通常是圆柱形，有坚固的金属外壳；而LiPoly电池则像银色的袋子。

三、连接方法

3.1 连接顺序

可以先连接电池，也可以先连接USB端口。由于Adafruit的大多数电池都配备JST PH连接器或电缆，所以充电器提供了JST插孔。如果要焊接JST电缆或使用非Adafruit的电池，一定要检查进入电池端口的电线极性，接反电池可能会损坏充电器。

3.2 USB端口选择

USB端口在家庭中很常见，可以使用主板上的任何USB端口。如果使用500mA的充电速率，尽量避免使用延长线；即使是100mA的充电速率，也建议不要连接到无电源的集线器、键盘端口、显示器端口等。此外，也可以使用平板电脑、手机、GPS、MP3播放器等的USB墙式适配器。

3.3 充电指示灯

每个MicroLipo充电器上都有两个LED指示灯：

• 红色：表示芯片检测到电池并正在充电。
• 绿色：表示芯片已完成充电周期，电池可以使用。
• 两个灯同时亮：表示电池损坏或未正确连接。

3.4 给其他电池充电

虽然建议使用Adafruit的电池，但有时可能需要给其他随机电池充电。例如，对于无法通过相机“唤醒”的GoPro电池，可以通过在JST电缆上焊接两个公头引脚来设置一个可用的充电电缆。

四、充电速率

4.1 充电速率规则

给锂电池充电时，跟踪充电速率很重要。一般来说，最大充电电流应为1C。例如，500mAh的电池最大充电电流为500mA，2200mAh的电池最大充电电流为2200mA。不过，这只是最大额定值，也可以以较低的速率充电，只是充电时间会更长。

可以通过将电池容量除以充电速率，再乘以125%来估算充电时间。例如，2200mAh的电池以500mA充电，大约需要5.5小时（如果电池未完全耗尽，时间会更短）。

4.2 更改充电速率

MicroLipo充电器芯片的最大充电速率可达500mA，但为了确保所有电池的安全，默认充电速率设置为100mA。要更改充电速率，只需在电路板上找到一个看起来像特定样式的焊接跳线，然后融化一些焊料将其闭合，即可设置新的充电速率。

4.3 恒流/恒压充电

充电过程分为预充电、恒流和恒压三个阶段。预充电阶段是当电池电量非常低时，需要低电流充电；恒压阶段是在电池几乎完全充满时进行“补充”充电；而恒流阶段是主要的充电阶段。如果电池不适合恒流充电或即将结束恒流阶段，其电流将小于最大充电速率。如果想检查充电期间的精确电流，可以在USB端口和充电器之间使用Charger Doctor（https://adafru.it/dvm）。

五、USB C引脚布局

USB - C Micro - Lipo充电器比较特殊，它暴露了数据线，既可以作为USB - C扩展板，也可以作为Micro - Lipo充电器。

5.1 连接器

• USB - C连接器：位于左侧，通过USB Type C连接器提供5V输入。
• JST连接器：位于右侧，这是一个两针JST连接器，用于连接单节3.7/4.2V的锂离子/锂聚合物电池（不适用于旧的3.6/4.1V电池）。

5.2 LED指示灯

• CHG：充电时，充电指示灯为红色。
• DONE：电池完全充满后，完成指示灯为绿色。如果两个指示灯同时亮起，表示电池损坏或未正确连接。

5.3 引脚

有一些可选引脚可将该电路板用作USB - C扩展板：

• 5V：电源引脚
• D +/D -：数据引脚
• GND：接地引脚
• BAT：VBAT引脚 可以在电路板上焊接引脚（不提供），以便与面包板和喜欢的微控制器一起使用。

六、下载资源

6.1 数据手册和文件

• MCP73831充电器芯片的数据手册（https://adafru.it/dvn）
• Mini Lipo和MicroLipo充电器的EagleCAD PCB文件（https://adafru.it/pwD）
• Adafruit Fritzing库中的Fritzing对象（https://adafru.it/aP3）
• Adafruit Fritzing库中的USB - C充电器Fritzing对象（https://adafru.it/GDH）
• GitHub上USB - C充电器的3D模型（https://adafru.it/11cA）

6.2 原理图

三款Micro - Lipo充电器基本使用相同的原理图，但USB端口不同。USB - C充电器有单独的原理图。

6.3 制造图纸

包含PID 1904、PID 1905、PID 1304、PID 4410等相关制造图纸。

通过以上介绍，相信大家对Adafruit MicroLipo和MiniLipo电池充电器有了更深入的了解。在实际使用中，一定要严格按照说明书操作，确保充电安全和电池寿命。你在使用这类充电器时遇到过什么问题吗？欢迎在评论区分享。