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，成为了热门选择。不过，这些电池需要特殊的充电器，今天就来详细介绍 Adafruit 的 MicroLipo 和 MiniLipo 电池充电器。

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一、概述

锂聚合物和锂离子电池在消费产品中广泛应用，从钥匙链 MP3 播放器到大型笔记本电脑都能见到它们的身影。随着市场需求增大，这类电池价格大幅下降，甚至可以从旧手机中回收利用。但要注意，不能使用镍氢（NiMH）、镍镉（NiCad）或磷酸铁锂（LiFePo）充电器来为锂聚合物和锂离子电池充电，必须使用专门的锂充电器。

Adafruit 的这些充电器采用三阶段充电方式：预充电、恒流快充和恒压涓流充电，以保持电池满电状态。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

在连接充电器之前，一定要检查电池类型。Mini/Micro Lipo 充电器仅适用于 3.7V/4.2V 的单节锂聚合物/锂离子电池。一些非常旧的锂离子电池是 3.6V/4.1V 类型，不适合使用该充电器。此外，不要使用该充电器为锂硬币电池充电，这类电池最好使用定制充电器。

常见的锂离子电池通常为圆柱形，有坚固的金属外壳，会明确标注电压（如 3.7V）和容量（如 2200mAh）；锂聚合物电池则看起来像银色的小袋子，例如有 3.7V 110mAh 的电池。

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。Adafruit 提供 JST 插孔，因为其销售的大多数电池都配有 JST PH 连接器或电缆。如果要焊接 JST 电缆或使用非 Adafruit 的电池，需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 端口在家庭中很方便，可以使用主板上的任何 USB 端口。如果使用 500mA 充电速率，尽量避免使用延长线；即使是 100mA 充电速率，也建议不要插入无电源的集线器（大多数集线器是无电源的）、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插入。

3.4 为其他电池充电

虽然建议使用 Adafruit 的电池，因为它们是新的，带有保护电路且 JST 电缆极性正确。但有时可能需要为随机电池充电，且无法焊接 JST 电缆。例如，一个 GoPro 电池完全放电后相机无法“复活”，这是一个 3.7V 1000mAh 的电池，可以以最高 500mA 的速率充电。通过在 JST 电缆上焊接两个公头引脚，可以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，也可以以较低速率充电，只是充电时间会更长。

4.2 充电时间估算

可以通过电池容量除以充电速率，再乘以 125% 来估算充电时间。例如，一个 2200mAh 的电池以 500mA 充电，大约需要 2200 / 500 * 125% = 5.5 小时。如果电池没有完全耗尽，充电时间会更短。

4.3 更改充电速率

MicroLipo 芯片的最大充电速率可达 500mA。为了确保所有电池的安全，默认充电速率设置为 100mA。更改充电速率很简单，在每个电路板上找到类似的焊接跳线，融化焊料闭合跳线即可设置新的充电速率。在 MicroLipo v2 上，电路板中心有一个开关，可以在 100mA 和 500mA 充电模式之间切换，100mA 模式在开关上方标有 1，下方标有 L（低模式）；500mA 模式在开关上方标有 5，下方标有 H（高模式）。

4.4 充电阶段

充电过程分为几个阶段：预充电、恒流充电和恒压充电。预充电是在电池电量非常低时，需要低电流；恒压充电是在电池几乎完全充满时进行“补电”；恒流充电是主要的充电阶段。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。如果想检查充电时的准确电流，可以在 USB 端口和充电器之间使用 Charger Doctor。

五、USB C 引脚布局

5.1 连接器

USB - C Micro - Lipo 充电器比较特殊，它暴露了数据线，可以同时作为 USB - C 扩展板和 Micro - Lipo 充电器使用。该充电器有两个连接器：

• 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（不适用于较旧的 3.6/4.1V 电池）。

5.2 LED 指示灯

板上有两个 LED 指示灯：

• CHG：电池充电时，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，表示电池损坏或未插入。

5.3 引脚

还有一些可选引脚可将该板用作 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。可以在板上焊接引脚（不提供），以便在面包板和喜欢的微控制器上使用。

六、MicroLipo v2 引脚布局

6.1 连接器

同样使用两针 JST 连接器连接单节 3.7/4.2V 的锂离子/锂聚合物电池（不适用于较旧的 3.6/4.1V 电池）。

6.2 LED 指示灯

板上的两个 LED 指示灯功能与 USB C 充电器相同，CHG 灯在充电时为红色，DONE 灯在电池充满后为绿色，两灯同时亮表示电池有问题。

6.3 开关

有一个速率开关，用于在 100mA 和 500mA 充电模式之间切换，标注方式与前面提到的一致。

七、下载资源

可以下载相关的资料，包括 MCP73831 充电器芯片的数据表、EagleCAD PCB 文件、Fritzing 对象以及 GitHub 上的 3D 模型等。同时还提供了不同产品编号（PID）的原理图和制造图纸。

大家在使用 Adafruit MicroLipo 和 MiniLipo 电池充电器时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。