Adafruit MicroLipo 和 MiniLipo 電池充電器使用指南

在電子項目中，擺脫電源束縛，使用電池供電是常見需求。而鋰聚合物（LiPo）和鋰離子（LiIon）電池憑借高能量密度、大電流能力和可充電性，成為了熱門選擇。不過，這些電池需要特殊的充電器，今天就來詳細介紹 Adafruit 的 MicroLipo 和 MiniLipo 電池充電器。

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一、概述

鋰聚合物和鋰離子電池在消費產(chǎn)品中廣泛應用，從鑰匙鏈 MP3 播放器到大型筆記本電腦都能見到它們的身影。隨著市場需求增大，這類電池價格大幅下降，甚至可以從舊手機中回收利用。但要注意，不能使用鎳氫（NiMH）、鎳鎘（NiCad）或磷酸鐵鋰（LiFePo）充電器來為鋰聚合物和鋰離子電池充電，必須使用專門的鋰充電器。

Adafruit 的這些充電器采用三階段充電方式：預充電、恒流快充和恒壓涓流充電，以保持電池滿電狀態(tài)。默認充電電流為 100mA，適用于任何尺寸的電池和 USB 端口。如果需要，也可以通過焊接跳線將充電電流改為 500mA，但僅適用于 500mAh 及以上的電池。

二、電池類型

在連接充電器之前，一定要檢查電池類型。Mini/Micro Lipo 充電器僅適用于 3.7V/4.2V 的單節(jié)鋰聚合物/鋰離子電池。一些非常舊的鋰離子電池是 3.6V/4.1V 類型，不適合使用該充電器。此外，不要使用該充電器為鋰硬幣電池充電，這類電池最好使用定制充電器。

常見的鋰離子電池通常為圓柱形，有堅固的金屬外殼，會明確標注電壓（如 3.7V）和容量（如 2200mAh）；鋰聚合物電池則看起來像銀色的小袋子，例如有 3.7V 110mAh 的電池。

三、連接方法

3.1 連接順序

可以先連接電池，也可以先連接 USB 端口。Adafruit 提供 JST 插孔，因為其銷售的大多數(shù)電池都配有 JST PH 連接器或電纜。如果要焊接 JST 電纜或使用非 Adafruit 的電池，需要檢查進入電池端口的電線極性，接反電池可能會損壞充電器。

3.2 USB 端口選擇

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 充電速率，盡量避免使用延長線；即使是 100mA 充電速率，也建議不要插入無電源的集線器（大多數(shù)集線器是無電源的）、鍵盤端口、顯示器端口等。此外，也可以使用平板電腦、手機、GPS、MP3 播放器等的 USB 墻式適配器。

3.3 充電指示燈

每個 MicroLipo 充電器上有兩個 LED 指示燈：

• 紅色：表示芯片檢測到電池并正在充電。
• 綠色：表示芯片已完成充電周期，電池可以使用。
• 兩個燈同時亮：表示電池損壞或未正確插入。

3.4 為其他電池充電

雖然建議使用 Adafruit 的電池，因為它們是新的，帶有保護電路且 JST 電纜極性正確。但有時可能需要為隨機電池充電，且無法焊接 JST 電纜。例如，一個 GoPro 電池完全放電后相機無法“復活”，這是一個 3.7V 1000mAh 的電池，可以以最高 500mA 的速率充電。通過在 JST 電纜上焊接兩個公頭引腳，可以設置一個可用的充電電纜。

四、充電速率

4.1 充電速率規(guī)則

給鋰電池充電時，跟蹤充電速率很重要。一般來說，最大充電電流應為 1C。例如，500mAh 的電池最大充電電流為 500mA，2200mAh 的電池最大充電電流為 2200mA。不過，這只是最大額定值，也可以以較低速率充電，只是充電時間會更長。

4.2 充電時間估算

可以通過電池容量除以充電速率，再乘以 125% 來估算充電時間。例如，一個 2200mAh 的電池以 500mA 充電，大約需要 2200 / 500 * 125% = 5.5 小時。如果電池沒有完全耗盡，充電時間會更短。

4.3 更改充電速率

MicroLipo 芯片的最大充電速率可達 500mA。為了確保所有電池的安全，默認充電速率設置為 100mA。更改充電速率很簡單，在每個電路板上找到類似的焊接跳線，融化焊料閉合跳線即可設置新的充電速率。在 MicroLipo v2 上，電路板中心有一個開關，可以在 100mA 和 500mA 充電模式之間切換，100mA 模式在開關上方標有 1，下方標有 L（低模式）；500mA 模式在開關上方標有 5，下方標有 H（高模式）。

4.4 充電階段

充電過程分為幾個階段：預充電、恒流充電和恒壓充電。預充電是在電池電量非常低時，需要低電流；恒壓充電是在電池幾乎完全充滿時進行“補電”；恒流充電是主要的充電階段。如果電池不適合恒流充電或即將結束恒流階段，其電流將小于最大充電速率。如果想檢查充電時的準確電流，可以在 USB 端口和充電器之間使用 Charger Doctor。

五、USB C 引腳布局

5.1 連接器

USB - C Micro - Lipo 充電器比較特殊，它暴露了數(shù)據(jù)線，可以同時作為 USB - C 擴展板和 Micro - Lipo 充電器使用。該充電器有兩個連接器：

• USB - C 連接器：位于左側，通過 USB Type C 連接器提供 5V 輸入。
• JST 連接器：位于右側，這是一個兩針 JST 連接器，用于連接單節(jié) 3.7/4.2V 的鋰離子/鋰聚合物電池（不適用于較舊的 3.6/4.1V 電池）。

5.2 LED 指示燈

板上有兩個 LED 指示燈：

• CHG：電池充電時，充電指示燈為紅色。
• DONE：電池完全充滿后，完成指示燈為綠色。如果兩個指示燈同時亮起，表示電池損壞或未插入。

5.3 引腳

還有一些可選引腳可將該板用作 USB - C 擴展板：

• 5V：電源引腳。
• D + / D -：數(shù)據(jù)引腳。
• GND：接地引腳。
• BAT：VBAT 引腳。可以在板上焊接引腳（不提供），以便在面包板和喜歡的微控制器上使用。

六、MicroLipo v2 引腳布局

6.1 連接器

同樣使用兩針 JST 連接器連接單節(jié) 3.7/4.2V 的鋰離子/鋰聚合物電池（不適用于較舊的 3.6/4.1V 電池）。

6.2 LED 指示燈

板上的兩個 LED 指示燈功能與 USB C 充電器相同，CHG 燈在充電時為紅色，DONE 燈在電池充滿后為綠色，兩燈同時亮表示電池有問題。

6.3 開關

有一個速率開關，用于在 100mA 和 500mA 充電模式之間切換，標注方式與前面提到的一致。

七、下載資源

可以下載相關的資料，包括 MCP73831 充電器芯片的數(shù)據(jù)表、EagleCAD PCB 文件、Fritzing 對象以及 GitHub 上的 3D 模型等。同時還提供了不同產(chǎn)品編號（PID）的原理圖和制造圖紙。

大家在使用 Adafruit MicroLipo 和 MiniLipo 電池充電器時，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。