基于CW32 MCU的智能充電寶解決方案

前言

人們戶外露營(yíng)、手機(jī)終端等方面的用電需求日益明顯，便攜式儲(chǔ)能設(shè)備成為理想的選擇。伴隨著便攜式儲(chǔ)能市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)，便攜鋰電BMS應(yīng)用空間也會(huì)逐漸擴(kuò)大。雖然目前便攜鋰電BMS在研發(fā)設(shè)計(jì)中面臨著諸多挑戰(zhàn)，但正因?yàn)檫@些挑戰(zhàn)，讓其成為企業(yè)快速搶占市場(chǎng)的重要條件。便攜式儲(chǔ)能設(shè)備需求增大，那么便攜鋰電BMS市場(chǎng)發(fā)展可期可待，輕量化、定制化、安全快充的市場(chǎng)需求也會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展方向。

現(xiàn)在，市場(chǎng)上各類需要配備鋰電池、且要求快速充電的電子產(chǎn)品越來(lái)越多。例如：便攜類儀器儀表（配置2~6節(jié)鋰電池）、便攜式產(chǎn)品鋰電池能量包、支持快充快放的移動(dòng)電源充電寶等。

現(xiàn)在外面很多充電寶都是千篇一律的四個(gè)電量指示燈和一個(gè)喚醒按鍵，顯示的信息不全，電量指示顯示得也不準(zhǔn)。所以我們?cè)O(shè)計(jì)了一款帶屏幕的充電寶。在屏幕上能精確的顯示充電寶的電量、充電狀態(tài)、輸出電壓、輸入電流等信息。這樣的設(shè)計(jì)可以提供更直觀、方便的使用體驗(yàn)。并且我們開源這款充電寶，讓各位電子愛好者能DIY出符合自己個(gè)性的充電寶。

方案綜述

本項(xiàng)目以CW32F003F4P7為核心，配合英集芯的充電管理芯IP5389，設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的移動(dòng)電源系統(tǒng)，具有彩屏顯示充放電的電壓、電流、功率等狀態(tài)，具有過溫保護(hù)、超溫自動(dòng)降額、過流、過壓等完善保護(hù)措施。支持各種協(xié)議的快速充電，以及大電流快速放電。支持充電/放電電壓5~22V，最大充放電功率100W（最終充放電指標(biāo)由充電設(shè)備及用電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)而確定）。支持2~6節(jié)串聯(lián)鋰電池組的快速充放電。

此方案不但適合高端移動(dòng)電源設(shè)計(jì)參考，而且對(duì)所有便攜式產(chǎn)品鋰電池能量包（BMS）方案的用戶，都有非常直接的幫助作用，可以為用戶節(jié)省1~3月的開發(fā)時(shí)間。

方案優(yōu)勢(shì)：方案基于CW32的20 PIN的MCU設(shè)計(jì)，具有5V系統(tǒng)、強(qiáng)健抗干擾能力、超低功耗、寬溫度（105度）等特性，相比ST或其他國(guó)產(chǎn)方案，價(jià)格更有優(yōu)勢(shì)，性能更穩(wěn)定。CW32 MCU與IP5389的配合，讓方案應(yīng)用特別靈活多變，特別適合新興的便攜鋰電BMS市場(chǎng)的方案需求。

適合行業(yè)：移動(dòng)電源、戶外電源控制、新能源、大功率智能電動(dòng)工具電池包、便攜式產(chǎn)品電池包BMS、便攜鋰電BMS市場(chǎng)（新興市場(chǎng)）。特別適合用于要求有快速充放電、兼容各種充放電協(xié)議的新興便攜鋰電BMS方案的應(yīng)用：DC輸入充電（5~20V）、TYPE輸入充電（PD協(xié)議，5~20V，MAX 100W），輸出USB、TYPE或普通供電輸出要求（可配合誘騙芯片）。

硬件方案

本方案采用英集芯IP5389作為協(xié)議和21700電芯管理芯片，選擇市面上便于采購(gòu)的公模外殼進(jìn)行安裝。同時(shí)因?yàn)轶w積考慮，將充放電功率限制在了45W及以下。

BOM

軟件編寫

首先我們需要根據(jù)本充電寶的功能來(lái)確定我們所需要使用到的外設(shè)。需要與IP5839通訊來(lái)讀取寄存器，將讀取的電壓電流信息以及電池溫度、MCU內(nèi)部溫度顯示在LCD屏幕上，同時(shí)為了降低充電寶的待機(jī)功耗，我們還需要在待機(jī)時(shí)將MCU設(shè)置為低功耗模式。

屏幕顯示 spi外設(shè)

讀取IP5839的寄存器 I2C

低功耗

讀取電池溫度與MCU溫度 ADC模塊

按鍵喚醒充電寶 GPIO

使用定時(shí)器作為系統(tǒng)軟件時(shí)基單元。

底層驅(qū)動(dòng)部分

審核編輯：湯梓紅