25赛季制作制导飞镖，供电使用2S格式电池，容量350mah。虽然最后并没有上场，但是使用的锂电池充放电芯片还是不错的。现将其开源。

优点：集成功能丰富，包含电池充电与放电控制，电池放电与休眠切换，充电的电压电流限制，输出电压电流限制，电池欠压过压保护等等。可以说一颗芯片就可以满足电池的大部分使用功能。

缺点：芯片焊接难度比较高，电路配置复杂，对电位精度要求比较高，成本较高（可以通过MPS大学计划申请）

芯片功能与相应配置

MP2639C包含以下主要功能：

充电电压4-5.75V，兼容USB充电。
可调节的充电电流电压限制，最高满足2.5A充电电流
最高满足5A的可编程放电电流
可以使用LED灯显示电池剩余电压
安全充电时间，电池电压欠压过压保护，温度检测保护，充电过载保护，检测无负载20s自动休眠，输出短路与过流保护等多种电池保护功能。

主要引脚功能

引脚	功能	备注
VL（Low-voltage）	低电压引脚。将5V连接至VL。
VH（High-voltage）	高电压引脚。将电池正极连接至VH。
PB	使用一个按压开关连接PB与地。开关按压小于2.5s开启放电模式，超过2.5s进入休眠模式。	需要MODE处于逻辑高模式
MODE	使用拨码开关，处于逻辑高为放电模式，逻辑低为充电模式。
TMR	计时器引脚，连接一个电容。如果不需要将它拉低。
MID	连接2S锂电池中点。如果不需要将它拉低。
LED1-4	显示电池电量。
VLIM	充电电压限制。	需要自行配置
VNTC与NTC	热敏电阻。
IB	检测电池电流。	接一个RC滤波器
OLIM	放电电流限制	需要自行配置
ISET	充电电流设置。	需要自行配置
ILIM	充电电流限制	需要自行配置
ACOK	有效输入电源指示灯。
CHG	充电指示引脚。完成充电后将切换为开漏输出。可以外接指示灯。

功能配置

1.充电电流设置： $I_{CHG}=\frac{640(k)}{3*R_{SET}}(A)$

笔者选择使用510K，充电电流约为0.42A，约为1.2C充电电流。

2.输入电流限制（ILIM）： $I_{ILIM}=\frac{640(k)}{3*R_{ILIM}}(A)$

笔者设置限制为3A.使用电阻为71.5K.

3.输入电压钳位：(VLIM) : $V_{INREG}=1.2V×\frac{R_3+R_4}{R_4}$

注：当输入过载导致电压下降时，MP2639C将降低充电电流维持电压稳定。钳位电压由上述公式配置。

如果使用USB充电，建议直接使用官方配置方案，R4=10k，R3=27.4k。详见P22与P29。

4.输出电流限制（OCL）： $I_{OLIM}=\frac{640(k)}{3*R_{OLIM}}(A)$

输出电流限制为2.5A.即电阻选择84.5K.

电感计算：笔者采用的是官方的推荐方案。以下是数据手册的选型过程：

当MP2639C工作在充电模式时，可以通过以下公式估算所需的电感量： $L_{\text{MAX}} = \frac{V_{H} \times (V_{H} - V_{L})}{V_{L} \times \Delta I_{L} \times f_{\text{SW}}}$

其中 $V_H$ 是最低电池电压， $f_{SW}$ 是开关频率， $ΔI_L$ 是电感器纹波电流的最大峰-峰值（大约是最大输入电流的30%）， $I_{VH(MAX)}$ 是电池电流（1A）， $η$ 是效率。在大多数应用条件下，充电电流受到输入电流限制，因此通常为3A。

在最坏情况下，电池电压为 $V_{BAT}=8.4V$ ，电感器电流纹波为30%，典型输入电压 $V_L=5V$ ，计算得到的电感量为1.9µH。

当MP2639C在放电模式下工作（作为降压转换器）时，可以通过以下公式估算所需的电感量： $L_{\text{MAX}} = \frac{V_{L} \times (V_{H} - V_{L})}{V_{L} \times \Delta I_{L} \times f_{\text{SW}}}$

使用2.2µH的电感器，其直流电流额定值不低于MOSFET的峰值电流，可以获得最佳效果。为了提高效率，应最小化电感器的直流电阻。

手册中提到需要尽可能小的DCR（Inductor DC Resistance）损耗

综合考虑选择此电感为MPL-AL4020-2R2（可以申请）

电容计算：笔者同样选用官方推荐的电容方案。以下是数据手册的计算过程：

输出电容

2节电池连接到VH端口，这是升压模式下升压转换器的输出和降压转换器放电模式下的输入。

在放电模式下，电容CVH作为降压转换器的输入电容。

输入电流纹波可以通过以下公式计算：

$I_{\text{RMS\_MAX}} = I_{VH\_MAX} \times \frac{\sqrt{V_{VL} \times (V_{VH\_MAX} - V_{VL})}}{V_{VH\_MAX}}$

在升压模式下，电容是升压转换器的输出电容。保持VH纹波小（<0.5%）并确保反馈回路稳定。VH电流纹波由以下公式给出。当，，且时，最大纹波电流为1A。选择系统电容基于纹波电流温度上升，不超过10°C。对于大多数应用，使用低ESR和温度系数小的X7R介质陶瓷电容。对于大多数应用，尽可能靠近IC放置两个22µF电容和一个1µF电容。

布局注意要点

CVL靠近芯片VL与GND引脚，CVH靠近VH与GND引脚，保证回路要小。L1靠近LX与SW引脚布置。

芯片启动电流比较大，注意PGND过孔数量，保证过流能力。

测试记录

充电状态

放电状态

输出波形

带载 0.5A	带载 1A

波动 200mV 左右	波动较大

放电电流

板载 $R_{OLIM} = 84.5$ kΩ，计算得到放电电流限制在 2.52A，实测带载 2.57A 时出现电压电流出现较大范围波动。

发热

5V，0.5A输出。室温 20 度下， 25min 后温度稳定在 44°C

改进建议与现在存在的问题

改进建议

官方的设计有做分地处理，笔者实际使用下来发现MP2639C对信号要求还是比较高的。有时候焊接出来的板子（约2-3成）会出现一些奇怪的问题，无法充电，放电会掉电压等等，重焊芯片也没能修复。笔者怀疑是芯片反馈信号受到干扰导致触发的某些异常报错。建议大家有能力的可以自行改进布局。同时可以注意到负载增大下输出波动还是比较大的，建议后级加电容进行滤波。
焊接问题：MP2639C的QFN26(4*4)封装决定其焊接难度比较大。笔者焊接的时候遇到过锡膏加的比较多导致内部引脚焊接后短路的问题。建议各位焊接时使用细针头锡膏加锡，使用风枪或者恒温加热台，等到锡膏融化后用镊子拨动一下，确认焊接是否完好。同时，笔者选用的按键开关由于外壳接地，如果焊接加锡过多可能造成触发信号焊点与地短路。当输出模式启动不成功或者按压启动后约2.5-3s强制关断时（与数据手册相符），可以考虑这个问题。
笔者为了充分接地，以及布局原因使用了四层板，中间两层基本都是地平面。有需求的可以自行改成2层。
环路补偿与温度保护

MP2639C为了保证输出电压的稳定，对输出到负载之间的路径电阻做了补偿。详细计算参考数据手册的P27-P29。笔者初略估计板子的Rtrace在20mΩ以内，在官方的阻值推荐表中选用了第一种方案。各位按自己的需要来进行选择。

此外，MP2639C还设有温度保护功能，需要外接一个温敏电阻。但考虑实际并没有必要需求笔者选择将该焊盘空置，电路使用官方测试版配置方案。有需要各位可以自行设计。参考数据手册P21,22.

5.安全充电时间设置

R和AGND之间的外部电容器编程充电周期持续时间。内部电流源可交替地对外部电容器充电和放电。当CTMR两端电压低于0.7V时，内部电流源对CTMR充电。一旦电压超过1.5V，内部电流源开始放电CTMR。因此，CTMR两端的电压周期性地在0.7V和1.5V之间振荡，就像三角波一样。涓流充电和总充电过程有两个计数器限制：涓流充电为45056，CC和CV充电为3407872。一旦计数器达到相应的限制，计时器到期，并暂停充电。

分别为涓流充电，CC和CV

比如设定充电周期1.5h

假设充电电流为 2A

$1.5 = 6.05 \times \frac{C}{0.1\mu F} \times \frac{1}{2.08} \Rightarrow C \approx 0.0516\mu F = \boxed{51.6\,\text{nF}}$

取近似47nf，充电时长在1.4h

但是仍然存在一些问题：

充电电流限制

$R_{ISET}$ 设计值为 510 kΩ，计算得到充电电流应为 0.41A

5V 充电下，实测得输入电流 0.73A，反推 $R_{ISET}$ 应为 292kΩ

重测板载为 103kΩ，取下测量为 510kΩ，推测可能存在干扰。

暂停充电电压

实测电池连续三次重复充电后正负电压为 8.17V。两个电芯之间没有明显的电压差。电池健康良好。

致谢

特别感谢MPS中国大学计划为我们完成这个项目提供的支持。

在校大学生免费申领MPS芯片:MPS中国大学计划开启于2018年，紧跟国家“新工科建设”的战略方向，从前沿技术出发，致力于高等教育理论与实际应用的有机结合，投身中国“卓越工程师培养”大计目前MPS已在全国多所高校开展了各项教学科研及竞赛支持活动，深受教师与同学的好评。

若需要MP2639C测试样品可以填一下【MPS大学计划】免费样品申请单:

https://www.monolithicpower.cn/cn/support/mps-cn-university.html?utm_source=zhihu&utm_medium=social&utm_campaign=2025_campus_promo&utm_content=20250527_1_z

此外，感谢lhy同学和lzj学弟在项目中提供帮助：

工程文件

MP2639C -demo.zip

本人能力有限，如果各位在使用过程中有什么意见或者建议，欢迎讨论。