一、项目核心信息
1. 项目定位
专为锂电池设计的电池管理系统(BMS),集成充电、保护、DC-DC 升降压转换功能,提供 3-5V 灵活输出电压,适用于需要稳定 3.3V/5V 输出的便携设备、IoT 模块等场景。
2. 核心功能模块
表格
模块 | 核心芯片 | 功能说明 |
|---|---|---|
充电电路 | MCP73831 | 单节锂电池线性充电管理,通过电阻设置充电电流,集成状态指示二极管 |
保护电路 | DW01A + FS8205A | 电池过放、过充、短路保护:FS8205A 连接电池负极与共地,DW01A 控制电池通断,异常时切断电池 |
DC-DC 升降压转换器 | TPS63020DSJ | 单电感同步升降压芯片,电池电压低时升压、高时降压,维持稳定输出电压 |
3. 关键引脚定义
+B/-B:电池连接端+S/-S/GND:负载连接端+VBUS:电池电压测量端
4. 开源文件清单
项目包含完整的 KiCad 设计文件,可直接用于打样生产:
原理图:
BMS_Buck-Boost.sch、BMS_Buck-Boost.pdfPCB 文件:
BMS_Buck-Boost.kicad_pcb项目工程:
BMS_Buck-Boost.kicad_pro物料清单(BOM)、属性文件、说明文档等


二、核心芯片技术背景
1. MCP73831 充电管理芯片
单节锂电池线性充电控制器,输入电压 3.75-6V
预设 4.2V 充电电压,精度 ±0.75%
支持通过外部电阻设置充电电流,集成热调节保护
适合小功率便携设备的锂电池充电场景
2. TPS63020DSJ 升降压转换器
德州仪器(TI)高集成度单电感同步升降压芯片
输入电压范围 1.8V-5.5V,输出 1.2V-5.5V 可调,最大输出电流 3A
自动切换降压 / 升压模式,轻载时自动进入 PFM 低功耗模式,静态电流仅 19μA
转换效率最高可达 96%,适合电池供电的便携设备
3. DW01A + FS8205A 保护方案
经典的锂电池保护 IC+MOS 管组合,成本低、可靠性高
集成过充、过放、过流、短路四重保护,是单节锂电池的标准保护方案
三、使用注意事项
充电限流优化:当
VBUS为高电平时,Q2 晶体管不导通,用于优化充电;若需VBUS为 DC-DC 转换器供电,需并联二极管防止电流从VCC_IN流向BATT。负载限制:充电与带载同时工作时存在电流限制,需根据实际应用调整参数。
设计参考:完整原理图可参考项目内
BMS_Buck-Boost.pdf文件,包含详细的电路连接与参数设计。
四、项目价值
这是一个完全开源、可直接量产的锂电池电源管理方案,适合电子爱好者、硬件开发者快速搭建便携设备的电源系统,无需从零设计充电、保护、升降压电路,大幅缩短开发周期。
五、License
GPL-3.0 license
