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CW32 智能充电宝

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CW32 智能充电宝

2023年10月31日创建

1.
前言​

后疫情时代下，人们户外露营、手机终端等方面的用电需求日益明显，便携式储能设备成为理想的选择。伴随着便携式储能市场的持续增长，便携锂电BMS应用空间也会逐渐扩大。虽然目前便携锂电BMS在研发设计中面临着诸多挑战，但正因为这些挑战，让其成为企业快速抢占市场的重要条件。便携式储能设备需求增大，那么便携锂电BMS市场发展可期可待，轻量化、定制化、安全快充的市场需求也会成为未来的发展方向。​

现在，市场上各类需要配备锂电池、且要求快速充电的电子产品越来越多。例如：便携类仪器仪表（配置2~6节锂电池）、便携式产品锂电池能量包、支持快充快放的移动电源充电宝等。​

现在外面很多充电宝都是千篇一律的四个电量指示灯和一个唤醒按键，显示的信息不全，电量指示显示得也不准，不符合现在广大劳动人民对美好生活的追求。所以我们设计了一款带屏幕的充电宝。在屏幕上能精确的显示充电宝的电量、充电状态、输出电压、输入电流等信息。这样的设计可以提供更直观、方便的使用体验。并且我们也将开源这款充电宝，让各位电子爱好者能DIY出符合自己个性的充电宝。​

2.
方案综述​

本项目以CW32F003F4P7为核心（后续可以平移到CW32L010系列），配合国产英集芯的最新款充电管理芯IP5389，设计了一个完整的移动电源系统，具有彩屏显示充放电的电压、电流、功率等状态，具有过温保护、超温自动降额、过流、过压等完善保护措施。支持各种协议的快速充电，以及大电流快速放电。支持充电/放电电压5~22V，最大充放电功率100W（最终充放电指标由充电设备及用电设备的标准而确定）。支持2~6节串联锂电池组的快速充放电。​

此方案不但适合高端移动电源设计参考，而且对所有便携式产品锂电池能量包（BMS）方案的用户，都有非常直接的帮助作用，可以为用户节省1~3月的开发时间。​

方案优势：方案基于CW32的20 PIN的MCU设计（后续可以平移到CW32L010系列），具有5V系统、强健抗干扰能力、超低功耗、宽温度（105度）等特性，相比ST或其他国产方案，价格更有优势，性能更稳定。CW32 MCU与IP5389的配合，让方案应用特别灵活多变，特别适合新兴的便携锂电BMS市场的方案需求。​

适合行业：移动电源、户外电源控制、新能源、大功率智能电动工具电池包、便携式产品电池包BMS、便携锂电BMS市场（新兴市场）。特别适合用于要求有快速充放电、兼容各种充放电协议的新兴便携锂电BMS方案的应用：DC输入充电（5~20V）、TYPE输入充电（PD协议，5~20V，MAX 100W），输出USB、TYPE或普通供电输出要求（可配合诱骗芯片）。​

3.
硬件方案​

      本方案采用英集芯IP5389作为协议和21700电芯管理芯片，选择市面上便于采购的公模外壳进行安装。同时因为体积考虑，将充放电功率限制在了45W及以下。​

原理图设计

BOM

4.
软件编写​

首先我们需要根据本充电宝的功能来确定我们所需要使用到的外设。需要与IP5839通讯来读取寄存器，将读取的电压电流信息以及电池温度、MCU内部温度显示在LCD屏幕上，同时为了降低充电宝的待机功耗，我们还需要在待机时将MCU设置为低功耗模式。​

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屏幕显示  spi外设​

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读取IP5839的寄存器 I2C​

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低功耗​

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读取电池温度与MCU温度 ADC模块​

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按键唤醒充电宝  GPIO​

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使用定时器作为系统软件时基单元。​