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简单可靠的锂电池充电方案 [复制链接]

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离线BG2VO
 
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5764
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2003-12-09
补充说明:以下为首发内容,改进电路在第3页第81贴和第113贴。


最近买了些锂电池,尤其是没有保护板的,打算串并联成电池组。但锂电池骄气,担心万一过流短路,因此设计了一个简单的锂电池充电电路,借这里人气旺盛贴在此处,虽然题目上说“出售”,那只是靠题罢了,实际售价为0,无偿提出供讨论。

电路很简单,元件很容易廉价获得,适用范围很宽,可以适应1节-4节串连电压,充电电流可以通过元件参数选择,充电特性也比较理想,原理如下:

由lm317和r1、r2、r3组成一个典型的恒流电路(431暂时认为断开r4比较大可以先不看)。当电压不太高时保持恒定的充电电流。以两节电池充电为例,理想状态下,充电电流应该是电压达到8.3v前一直保持恒定。当a点电压达到拐点值8.3v时,经过r4、r5分压,tl431开始导通,并把lm317的基准点电压从8.3v逐渐拉下。所谓拐点就是指电流开始下降的那点。直到电压达到8.4v的0电流点,a点仍然保持这个8.3v电压,lm317的输出vout下降到8.4v,其调整端下降到7.17v。

电池电压为8.3v时(拐点)各点的电压都标在图上,充电截止(8.4v)的各点电压以括号形式也标在后边。
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离线BG2VO
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5764
只看该作者 1楼 发表于: 2003-12-09
元件选择
lm317,三端可调串连稳压块,选塑封的,lm317t,常用。根据电流不同,应选用相应的散热片。
tl431,三端可调并联稳压块,与一个小三极管外形一样,常用。
rl就是外接被充电池。
电流采样电阻r1,计算方法是r1 = 1.23 / 充电电流。例如,若充电电流为0.3a,则电阻应该选择4.1欧。这个电阻一般要选择功率大一些的,比如1a就应该是2w的。

可调电阻r4可以选择那种篮色的精密多圈,取比额定值大一些的,比如23.2k的就可以选择25k的多圈。若嫌多圈太贵或难找,也可以用一个固定电阻串连一个普通可调电阻。例如23.2k的就可以选择22k固定加一个2.2k-3.9k可调节的,以便进行精细调节。

电阻r2的要求不是很高,可以采用串并联的方法得到。比如8.8欧可以选择10欧并联75欧(或并50欧-91欧)

若电路设计为适应不同的电压,比如可以转换完成2节、3节、4节电池的充电,那就应该分别选择可调电阻,并找一个2刀3掷波段开关,用来切换两个可调电阻。

若要求充电电流也可以变化,自然也可以使用波段开关来转换。
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离线BG2VO
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5764
只看该作者 2楼 发表于: 2003-12-09
调整时,接上电源(需要高于电池最高电压3.8v或以上,在此例中,为12.2v),不接负载,调整r4使得vout为8.4v即可。验证:用电流表短路vout到地,应该是额定电流。

这个电路的弱点是:没有反接保护。反接后尽管不会马上有什么损害,但电池放电。
另外,若是接入比额定值高的电池(比如2节电池的充电电路接了3节电池),则有少许放电。
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离线BG2VO
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5764
只看该作者 3楼 发表于: 2003-12-09
刚才试验了一下,为了省事,直接仿照电路图搭焊,也算直观,经过测量,一切均为预期,试验成功。
这个电路的特点是:
简单容易做,充电特性很理想。

试验电路中,我的电阻选择:
r1:3.9欧,1w
r2:8.7欧(10欧并68欧)
r3:100欧
r4:20k+5k可调
r5:10k
实际测量恒流电流为0.32a
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离线bd2oc
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4486
只看该作者 4楼 发表于: 2003-12-09
好文,

以保存。顶
离线我是2uas
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76
只看该作者 5楼 发表于: 2003-12-09
找一个爱立信388的旅行充电器就行了!他正好是充两节里电的,他不需要里电池有保护板
充电器本身有检测电路,充满自停还带充电指示非常好用,我一直用它给我后改的308上的
里电充电,它是国产的还挺便宜.最好找一种叫"飞毛腿"牌的.
离线江南牧童
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672
只看该作者 6楼 发表于: 2003-12-09
好文章! 帮顶!
离线BG2VO
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5764
只看该作者 7楼 发表于: 2003-12-09
最初由 我是2uas 发表
找一个爱立信388的旅行充电器就行了!他正好是充两节里电的,他不需要里电池有保护板
充电器本身有检测电路,充满自停还带充电指示非常好用,我一直用它给我后改的308上的
里电充电,它是国产的还挺便宜.最好找一种叫"飞毛腿"牌的.

旅行充电器有两个致命的问题:
1、电流不可调节、不够大,电压也不可改变。我买了100多个锂电池,串并联后组成电池组(15000mah以上),那肯定不行的。
2、过充。参考我在另外一贴发的:
我也测量了两个手机3.6v 锂电充电器,发现特性都不好,都有过充的现象,一个居然是到4.45v突然截止,难怪我的手机的电池已经鼓了。另一个是充电到4.3v电流都不下降,到了4.8v电流还有50ma。打开一看,里面就是一个lm324和两只三极管,没发现什么稳压的基准,只看到两个二极管,其中一个正接估计是用这个0.7v的不稳定的随温度变化的正向电压做基准的,稳定程度可想而知!
http://www.hellocq.net/forum/showthread.php?s=&threadid=63743
离线bg4jj
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5094
只看该作者 8楼 发表于: 2003-12-09
单节的电路是怎么样的
离线BG6QCN
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3375
只看该作者 9楼 发表于: 2003-12-09
出个套件吧,我定一套,最好能选择充1-2节锂电,加上简单的指示
离线bg1rx
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383
只看该作者 10楼 发表于: 2003-12-09
我也来掺和
这样好像更简单:lm317按标准应用做成4.2×n v的稳压电路,n为欲冲锂电的节数。在lm317的输入端根据你用的直流电源的电压及内阻串一个功率大一点的电阻,简单的说就是根据使得lm317的输出端在短路的情况下电流不会大于0.8c的原则来选取这个电阻的阻值(当然0.8c要小于1.5a了)。

这样的一个电路我一直在用,充电效果不错,也很安全,目前还没有出过问题。


看见大家对锂电充电的话题颇有热情,也斗胆泡一块砖头出来,欢迎更多的玉:) :) :)
离线BG2VO
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5764
只看该作者 11楼 发表于: 2003-12-09
最初由 bg4jj 发表
单节的电路是怎么样的

电路一样,只不过把r2改成4.2欧,把r4改成6.6k欧。参见那个表格。
离线BG2VO
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5764
只看该作者 12楼 发表于: 2003-12-09
回复: 我也来掺和
最初由 bg1rx 发表
这样好像更简单:lm317按标准应用做成4.2×n v的稳压电路,n为欲冲锂电的节数。在lm317的输入端根据你用的直流电源的电压及内阻串一个功率大一点的电阻,简单的说就是根据使得lm317的输出端在短路的情况下电流不会大于0.8c的原则来选取这个电阻的阻值(当然0.8c要小于1.5a了)。
这样的一个电路我一直在用,充电效果不错,也很安全,目前还没有出过问题。
看见大家对锂电充电的话题颇有热情,也斗胆泡一块砖头出来,欢迎更多的玉:) :) :)

没错,这样更简单。除了电流不太恒定,并没有那段理想的斜坡以外,也不会造成什么问题。
离线BG2VO
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5764
只看该作者 13楼 发表于: 2003-12-10
最初由 bg6qcn 发表
出个套件吧,我定一套,最好能选择充1-2节锂电,加上简单的指示

我估计到电子商场转一圈套件就全了。关键是外壳、接线等复杂些。
离线bigmon
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1526
只看该作者 14楼 发表于: 2003-12-10
ding
离线BG6QCN
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3375
只看该作者 15楼 发表于: 2003-12-10
最初由 bg2vo 发表
我估计到电子商场转一圈套件就全了。关键是外壳、接线等复杂些。


元件本身有个体差异,精度可能满足不了要求
每做一套都需要单独调整,和表上面的取值可能会有出入
离线BG2VO
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5764
只看该作者 16楼 发表于: 2003-12-10
要想高精度,只能调整了,没什么好办法,呵呵。
除非使用高精度的基准和高精度的电阻(比如0.25%级别的)
离线IEN
只看该作者 17楼 发表于: 2003-12-10
充电解决了,放电???建议使用保护板,此电路可做为充电用。
离线zjplay
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1822
只看该作者 18楼 发表于: 2003-12-10
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离线BG7JYX
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1401
只看该作者 19楼 发表于: 2003-12-10
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