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新设计的简易高性能锂电池充电器(脉冲式)

此充电器电路结构简单,是小弟这两天捣鼓的,用于充7.2V锂电池组,经过多次测试,效果很棒!现在共享一下,希望对大家有所帮助
687241184841559.sch

安装调试注意:R15电阻调整阻值为360欧(使输出电压为8.4V时,TL431反馈端电压为2.5V),C3(25V1uF)电容需使用漏电流很小的钽电解或使用独石电容(不可使用铝电解),电阻未标明功率均使用1/4W的.

使用注意:输入为12V,输出接7.2V锂电池组,场效应管IRF3205组成的是自动开关,用于未接输入时,切断输出.

充电过程:只接输入时,指示灯大约2S闪一次(点亮的时间很短);接入电池后,电池电量较低时,指示灯常量,此时全电流充电(缩短充电时间);当电池充入70%-90%时(根据电池内阻自动决定),指示灯变成快速闪烁,此时进入脉冲充电阶段;进入脉冲充后,指示灯的闪烁频率会越来越低,当指示灯闪烁周期超过3秒时,电池充满.

优点:充电快,对电池有一定的修复(激活)作用.
缺点:线性降压,效率低.
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v-mosfet
LV.7
2
2007-07-19 19:02
不好意思,图中的Q4(8550)的集电极和发射极画反了,大家自己反过来吧!
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hjhby
LV.3
3
2007-07-19 19:14
兄弟,一个充电器还要用3205,是不是有点大炮打蚊子吗?这不是太浪费了,你这个充电器设计出来要多少人民币呀
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v-mosfet
LV.7
4
2007-07-20 09:55
@hjhby
兄弟,一个充电器还要用3205,是不是有点大炮打蚊子吗?这不是太浪费了,你这个充电器设计出来要多少人民币呀
没找到其他的低内阻MOS,手头上只有3205,就接上了!
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长城
LV.8
5
2007-07-25 16:01
@v-mosfet
没找到其他的低内阻MOS,手头上只有3205,就接上了!
做个记号
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2007-07-26 08:52
正好看看,有个锂电池充电器要做!多谢了
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2007-07-26 12:23
@v-mosfet
不好意思,图中的Q4(8550)的集电极和发射极画反了,大家自己反过来吧!
现在没有一份学术论证,脉冲充电对锂电池的好处

在文章中说有激活作用,是否有数据证明呢

我本人在生产锂电池公司,呵呵,赐教!
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v-mosfet
LV.7
8
2007-07-26 13:09
@hillsong88
现在没有一份学术论证,脉冲充电对锂电池的好处在文章中说有激活作用,是否有数据证明呢我本人在生产锂电池公司,呵呵,赐教!
我也只是道听途说的,似乎这种充电方式可以降低老电池的内阻!还请赐教
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v-mosfet
LV.7
9
2007-07-26 17:06
把电路贴到word里了

687241185440787.doc
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hillsong88
LV.5
10
2007-07-27 07:42
@v-mosfet
我也只是道听途说的,似乎这种充电方式可以降低老电池的内阻!还请赐教
降低内阻是不大可能,呵呵
内阻
电池在短时间内的稳态模型可以看作为一个电压源,其内部阻抗等效为电压源内阻,内阻大小决定了电池的使用效率.电池内阻包括欧姆电阻和极化电
阻两部分,欧姆电阻不随激励信号频率变化,又称交流电阻,在同一充放电周期内,欧姆电阻除温升影响外变化很小.极化电阻由电池电化学特性对外部充
放电表现出的抵抗反应产生,与电池荷电、充放强度、材料活性都有关.同批电池,内阻过大或过小者都不正常,内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路,
内阻太大又可能是极板老化、活性物质丧失、容量衰减,内阻变化可以作为电池裂化的充分性参考依据之一.
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v-mosfet
LV.7
11
2007-07-27 08:21
@hillsong88
降低内阻是不大可能,呵呵内阻电池在短时间内的稳态模型可以看作为一个电压源,其内部阻抗等效为电压源内阻,内阻大小决定了电池的使用效率.电池内阻包括欧姆电阻和极化电阻两部分,欧姆电阻不随激励信号频率变化,又称交流电阻,在同一充放电周期内,欧姆电阻除温升影响外变化很小.极化电阻由电池电化学特性对外部充放电表现出的抵抗反应产生,与电池荷电、充放强度、材料活性都有关.同批电池,内阻过大或过小者都不正常,内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路,内阻太大又可能是极板老化、活性物质丧失、容量衰减,内阻变化可以作为电池裂化的充分性参考依据之一.
非常感谢!
我还有一个小问题:陈旧的锂电池内阻会变得很大,主要应该是极化电阻,容量也会下降很多(哪怕是小电流放电).

锂电池是全密封电池,内部反应物质不会丢失,如果说极板钝化,那么小电流充放电其容量应该也正常,是不是活性物质发生了不可逆反应损失掉了?
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hillsong88
LV.5
12
2007-07-27 08:32
@v-mosfet
非常感谢!我还有一个小问题:陈旧的锂电池内阻会变得很大,主要应该是极化电阻,容量也会下降很多(哪怕是小电流放电).锂电池是全密封电池,内部反应物质不会丢失,如果说极板钝化,那么小电流充放电其容量应该也正常,是不是活性物质发生了不可逆反应损失掉了?
你看看 azhu老师的这篇帖子!

动力电池组特性分析与均衡管理(哈尔滨正达)  就在论坛的开头!

你会找到答案!

同时谢谢azhu老师的无私奉献!
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2007-07-27 13:47
@v-mosfet
把电路贴到word里了687241185440787.doc
小子可以吗?我看看
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abcwaq2301
LV.4
14
2007-07-27 16:34
@v-mosfet
把电路贴到word里了687241185440787.doc
我有几个问题请不吝赐教:
1.空载指示灯是如何实现闪烁的?没有电流Q1无法触发,灯是怎么点亮的?
2.实现脉冲控制的是哪几个元件?包括C2吗,是不是C3和TL431?我怎么看不出他能够实现脉冲控制,菜鸟请教了!
3.Q5是否可以用个二极管代替就可以了,无非是为了防止电池反向放电嘛.
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v-mosfet
LV.7
15
2007-07-28 17:50
@abcwaq2301
我有几个问题请不吝赐教:1.空载指示灯是如何实现闪烁的?没有电流Q1无法触发,灯是怎么点亮的?2.实现脉冲控制的是哪几个元件?包括C2吗,是不是C3和TL431?我怎么看不出他能够实现脉冲控制,菜鸟请教了!3.Q5是否可以用个二极管代替就可以了,无非是为了防止电池反向放电嘛.
震荡的条件是正反馈,C3就是正反馈电容,就是它引起震荡的.

电路在工作中,三极管Q3只工作于饱和和截止两种状态,所以也不用加装散热器.由于输出反馈分压电阻那里有电流流过,在Q3截止的时候,C2上的电压会慢慢降低(空载),当电压低于8.4V时,Q3就会导通(按照瞬态分析,此时LED会点亮),C2上的电压迅速上升并超过8.4V,由于C3的作用,此时Q3不会截止,要到电容电压超过10V(我用示波器测得峰值10.2V),Q3才会截止…… 一个周期.

二极管防反向放电,无法精确控制输出电压
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v-mosfet
LV.7
16
2007-07-28 17:56
C3与R10决定震荡频率,R10=22K时,C3可以选择0.1-1uF,选得太大,充电后期会引起电池保护板的过充动作!
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v-mosfet
LV.7
17
2007-07-28 18:58
@hillsong88
你看看azhu老师的这篇帖子!动力电池组特性分析与均衡管理(哈尔滨正达)  就在论坛的开头!你会找到答案!同时谢谢azhu老师的无私奉献!
感谢!
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potiancpu
LV.3
18
2007-07-28 21:05
@hillsong88
现在没有一份学术论证,脉冲充电对锂电池的好处在文章中说有激活作用,是否有数据证明呢我本人在生产锂电池公司,呵呵,赐教!
脉冲充电对锂电池有好处,特别是电流超过0.5C时,作用比较显著,能够降低电池温度(WWW.SZBCC.CN),
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liuchongqiu
LV.1
19
2007-11-09 12:53
你这个电路有恒流吗??没有恒流的话,刚开始充电不是电流太大????
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hillsong88
LV.5
20
2007-11-09 14:30
@liuchongqiu
你这个电路有恒流吗??没有恒流的话,刚开始充电不是电流太大????
I = 8.4V/6.8R = 1.235A (如果电池电压为0V,内阻为0)
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xzsheng
LV.2
21
2007-11-09 15:54
@v-mosfet
震荡的条件是正反馈,C3就是正反馈电容,就是它引起震荡的.电路在工作中,三极管Q3只工作于饱和和截止两种状态,所以也不用加装散热器.由于输出反馈分压电阻那里有电流流过,在Q3截止的时候,C2上的电压会慢慢降低(空载),当电压低于8.4V时,Q3就会导通(按照瞬态分析,此时LED会点亮),C2上的电压迅速上升并超过8.4V,由于C3的作用,此时Q3不会截止,要到电容电压超过10V(我用示波器测得峰值10.2V),Q3才会截止……一个周期.二极管防反向放电,无法精确控制输出电压
如果你的q3能够在截至状态估计你可以把水变成油了.
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hillsong88
LV.5
22
2007-11-09 16:36
@xzsheng
如果你的q3能够在截至状态估计你可以把水变成油了.
呵呵,本来就是线性电源,还说工作在开关状态
有点矛盾!
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v-mosfet
LV.7
23
2007-11-12 15:55
@hillsong88
呵呵,本来就是线性电源,还说工作在开关状态有点矛盾!
这个电路确实是一种线形电源,但是由于反馈环节引入正反馈,所以输出为断续电流脉冲,控制管工作在开关状态,因而管子发热量很低,大部分热量在电阻上,可以大大节省成本(给功率管加散热器的成本要大于功率电阻)此电路工作原理是参照的“由TL431组成的5V开关电源”(部分资料上有).

另外:工作在开关状态并不一定是开关电源,在这里只是起一个电子开关的作用!
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v-mosfet
LV.7
24
2007-11-12 16:03
@liuchongqiu
你这个电路有恒流吗??没有恒流的话,刚开始充电不是电流太大????
6.8R电阻相当于就是限流,充电电流由有其两端电压决定,开始充电确实有些大,不过这段时间电池受电能力较强,所以这个电路可以很快地充满电池
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v-mosfet
LV.7
25
2007-11-12 16:06
@hillsong88
I=8.4V/6.8R=1.235A(如果电池电压为0V,内阻为0)
I = 8.4V/6.8R = 1.235A ?????????????????
何出此式?功率管开通时,电阻是串在电源与电池之间的!!!
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hillsong88
LV.5
26
2007-11-12 16:43
@v-mosfet
I=8.4V/6.8R=1.235A?????????????????何出此式?功率管开通时,电阻是串在电源与电池之间的!!!
电阻是串在电源与电池之间的!!!
所以电流= (电源电压- 电池电压)除以 那个6.8欧姆的电阻

我说的有什么不对?
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v-mosfet
LV.7
27
2007-11-12 19:20
@hillsong88
电阻是串在电源与电池之间的!!!所以电流=(电源电压-电池电压)除以那个6.8欧姆的电阻我说的有什么不对?
电池是7.2V电池组,最低电压不会低于5V,且即使达到这么低的电压也会很快恢复,而充电中的平均电压在7.8V左右,另外还得减去二极管、开关管及线路损耗
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hillsong88
LV.5
28
2007-11-13 08:22
@v-mosfet
电池是7.2V电池组,最低电压不会低于5V,且即使达到这么低的电压也会很快恢复,而充电中的平均电压在7.8V左右,另外还得减去二极管、开关管及线路损耗
呵呵,只是大概算下,因为整体是一个串联的电路,所以在6.8R上的电流,就是整体的充电电流
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古道122
LV.1
29
2007-11-14 00:25
请问LZ,电路里的Q2,Q4,R9,R10,C3的作用是什么?为什么电压到10V的时候Q3会关断?
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v-mosfet
LV.7
30
2007-11-15 16:21
@古道122
请问LZ,电路里的Q2,Q4,R9,R10,C3的作用是什么?为什么电压到10V的时候Q3会关断?
Q2--Q3的控制管,当其开通时,Q3关短
Q4--Q5的控制管,也可以直接联过去
R9--TL431的保护电阻
R10--提高分压电路的内阻,调整振荡周期
C3--正反馈振荡电容
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a364796575
LV.6
31
2011-09-27 09:45
@v-mosfet
Q2--Q3的控制管,当其开通时,Q3关短Q4--Q5的控制管,也可以直接联过去R9--TL431的保护电阻R10--提高分压电路的内阻,调整振荡周期C3--正反馈振荡电容
受教了
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