锂电池充电慢？手把手教你制作锂电池快充充电器

作者：王超
首发：电子电路开发学习

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。

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。

基本功能

主要有以下功能：

单节锂电池和 2s-4s 锂电池组平衡充电
支持 USB PD 电源，充电高达 60W
支持非 USB PD 电源（仅限于 2.5W - 5V，0.5A）
随着设备温度升高，自动降低充电功率
通过 RGB LED 提供用户反馈
开源原理图、BOM 和固件
用于调试和运行时信息的 UART 命令行接口

目前已经经过以下型号的USB PD快充电源的测试：

Lenovo Thinkpad 65W Charger
Lenovo Thinkpad X1 Carbon USB C Port
Anker PowerPort Atom PD 1 30W
Aukey PA-Y8 27W Turbo Charger
Nintendo Switch Power Supply
Generic 2.5W USB A Wall Wart

涉及到的知识点

锂电池平衡充电电路，及其单片机控制逻辑
STM32G0官方USB PD快充协议中间件的使用
运行FreeRTOS，可通过CLI命令行进行交互
使用Makefile或TrueStudio编译
STM32G071CBT6的GPIO/ADC/UART/IIC/TIMER/DMA基本外设使用
BQ25703ARSNR锂电池充电管理芯片的使用

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：

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。

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。

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：