完美改装ALLTRADE 18V镍镉电钻使用锂电，并DIY原创配套充电器
老牌充电钻，采用18V镍镉电池，可以多档位连续调节速度和调节扭矩。 电钻本身用得不多，就像新的一样，但电池早已没电了，充满电只需要不到两分钟。 觉得扔掉太可惜了，就换成了强力锂电池，从霰弹枪升级成了大炮，满血复活。
电钻长这个样子。 基本上没用过，但已经因为镍镉电池寿命短而没电了：
电池箱较大，因为采用的是低压镍镉电池。 但容量很低（小于），寿命也不好：
电池拆开后，有15节又短又粗的纸壳镍镉电池串联而成，非常壮观！ 每个电芯直径为2cm，长度为4cm。 它具有标称容量。 实际容量可能会低一些，但是重量也不小，所以这个老技术就没用了：
首先，改装电池，取出里面所有的电芯。 看了一下电池盒的尺寸，我只能串联5节18650锂电芯，仍然保持18V的额定电压不变：3.7V x 5 = 18.5V。 而且，五颗18650电池只能平躺时才能放入，上下两排垂直排列。
于是我找到了一块5节拆解的三洋大红袍动力18650锂电池，并用一层厚胶带包裹起来，加强绝缘，防止外皮磨损造成短路。 然后将它们分成两层，底层3节，上层2节，将它们粘在一起并用胶带固定。 因为我自己拆了电芯，镍片已经焊接在电极上了。 只需用焊接连接镍片，甚至不需要点焊：
使用大功率锂电池时，必须要有充放电保护板，否则后果可能很严重！ 我从网上买了这款最常见的单层排列的5芯锂电池保护板。 虽然电芯排列方式不同，但电池盒内除了18650的5节电芯外，剩余空间非常宽裕，可以轻松放入：
这种保护板采用5个保护芯片分别检测5个电芯，然后通过几个小晶体管驱动4个大功率MOS管控制充放电，实现过充、过放、过流和短路保护：
使用的保护芯片是最简单的5脚DW01芯片：
在卖家提供的接线图中，保护电路板上共有6条线需要连接电池组：
除了输入输出需要大电流的粗线外，还需要四根仅提供电压信号的小电流线。 电池组距离保护板有一段距离，需要较长的线材，因此需要使用一段USB线进行连接。 ，4核正好：
将电池组与保护板连接，将电线连接器用胶带固定并绝缘。 现在看起来有点乱。 如果你把它放进电池盒并盖上它，你就看不到乱七八糟的了:lol::
然后放入电池盒并用胶水固定，并在保护电路板和电池组之间加一块硬纸板，保证绝缘，避免因震动而意外接触和短路（忘记拍照片了）这个），并用螺丝盒重新密封电池。 将电池盒装到电钻上试一下。 它疯狂地旋转。 速度和扭矩都比原来的镍镉电池好很多，更不用说容量了，大了好几倍：
电池已准备就绪，但仍需要充电器。 让我们DIY一个锂电池组的充电器。 原装充电器是用来给镍镉电池充电的。 这是一款结构非常简单的傻瓜充电器。 它由一个电源适配器和一个简单的充电座组成。 充电座内几乎没有电路，只有两个指示灯。 还有一个限流电阻，直接用它给升级后的锂电池组充电显然是非常不安全的：
我没有购买成品充电板来充电，因为成品充电板的电流与这款电钻的电源适配器不匹配，下面会说明。 我的锂电池充电电路是用制作的。 LM317本身既是标准恒压源，又是功率输出器件，因此电路非常简单，元件很少。 这个电路是我根据网上LM317参考资料进行具体计算和改进而做出来的（画图软件是开源的KiCAD，画出来的电路图效果相当专业，推荐给大家，很荣幸用正版吧！:lol:)，也算是正版了：
图中，LM317首先与R4、R5、R6组成典型的可调稳压电路。 稳压值可通过可变电阻R6调节。 这里调整的目标稳压值为21V，即4.2V x 5 = 21V，即5节串联锂离子电池的端充电电压，几个电阻也是根据这个电压计算和设计的。 并联一个6.8K的固定电阻R5和10K的可调电阻R6的目的是使R6的电压调节曲线不再是线性的，等效电阻在电阻高端（即高端）变化缓慢。电压），这样就可以接近21V缓慢微调充电终止电压，使充电终止电压更加准确。 而且，终止电压附近的缓慢变化，保证了即使在使用过程中由于振动等原因，可调电阻的阻值发生微小变化，对终止电压的影响也很小。
如果只采用恒压充电，由于初次充电时电池电压低、内阻小，会导致充电电流过大而损坏锂电池。 因此，标准的锂电池充电电路是先恒流再恒压的两阶段充电过程。 我的充电电路也是如此。 这是通过我的电路中的 Q2 实现的。 Q2可以使用任何小功率NPN晶体管。 我手头上正好有很多这种管子。 您可以使用其他9014、8050或其他晶体管。 其原理是：充电电流在电阻R7上形成压降，其大小等于电流乘以R7的阻值。 在图中R7的实际值（1.5欧姆）下，当电流小于400mA时，R7上的压降小于0.6V。 基极上的这个电压不足以导通晶体管Q2，因此Q2被截止。 ，不起作用。 此时LM317的输出电压完全由R4、R5、R6决定，稳定在21V。 这相当于最后的恒压阶段，确保锂电池不会过压或过充。 刚开始充电时，直接充电电流比较大。 当大于400mA时，R7上的压降大于0.6V。 基极上的该电压将导致晶体管Q2的发射极结开始正向导通，从而连接集电极和发射极。 它们之间形成放大的电流。 该电流使LM317的调节端（引脚1）的电压被拉低，进而导致其输出引脚（引脚2）的输出电压下降，不再维持21V。 因此，锂电池的充电电流也会减小。 会相应减少。 这个负反馈过程会自动将锂电池的充电电流维持在400mA，即恒流充电，直到电池逐渐充电，电池电压上升到一定水平。 最高21V的充电电压无法提供400mA的充电电流。 此时Q2因基极电压不足而不再导通工作，LM317切换工作在稳压状态，实现充电结束时的恒压充电过程，直至充满。 由于原装充电适配器的电流容量为400mA，所以选择400mA的充电电流。 充电电流必须在适配器的容量范围内设计。 这也是成品充电板没有被使用的原因。 成品充电板的电流比这个大，适配器就不能携带或者不安全。 400mA充电速度虽然较慢，但更安全，因为与专门的锂电池盒不同，这种原装镍镉电池盒只有正负极两个接触电极，没有温度信号输出电极，所以充电器无法实现电池充电过温。 充电自动停止，小电流充电更安全，充电电流小时过热的可能性也小很多。 使用400mA充电电流时无需更换电源适配器。 您可以通过最小的修改来充分利用原始部件。
R7将通过所有充电电流，因此会发热，必须考虑其功率。 由于这里设计的充电电流只有400mA，所以R7上的功率只有0.4x0.4x1.5=0.24W，而一个1/4W的普通碳膜电阻会为了安全起见，实际上并联使用了两个3欧姆的电阻以增加安全裕度。
晶体管Q1构成充电指示电路，这里可以使用任何NPN晶体管。 其工作原理是：当充电电流较大时，大部分电流会流过二极管D2，从而使三极管Q1的基极结保持恒定的约0.7V的正向压降，使其导通，充电指示二极管D3 因而发光。 随着电池逐渐充满，当充电电流下降到小于20-30mA时，大部分电流将流经电阻R3。 二极管D2上的电流太小，不足以维持其额定正向压降，因此晶体管Q1的基极电压不足以维持导通而缓慢截止，导致D3熄灭，表明充电过程基本结束，充电结束。电池已充满电。 如果此时继续充电，仍然会有一小滴补充充电，但不会因过充而损坏电池，因为LM317稳定的恒压保证了最终充电电压不会超过截止电压无论如何21V。
D1和R1是一个简单的电源指示电路，只要接通电源就会点亮。
原装充电座原本有两个 LED 指示灯。 我的DIY电路的设计和它的状态一模一样，所以供电和充电的两个LED发光二极管可以直接使用原来充电座上的元件和机械开孔。 无需对说明书标签进行任何改动，充分利用和保留原有设计，完全保持原有充电座的外观和使用方式不变。
以下是DIY充电器的具体流程。
首先将原充电座电路板上不需要的部分（两个电阻和一个二极管）去掉，保留两个LED，焊接两个滤波电容C1和C2，以及LED限流电阻R1和R2。 电路板仍然放回充电底座原来的位置，所以你不用担心电源适配器插座和LED孔以及机械固定方法：
然后在穿孔板上制作附加电路。 由于电路中简单的元件不多，一块小穿孔板就足够了，可以塞进原来充电座的狭小空间：
LM317是大功率器件，工作时会产生大量热量，因此没有直接焊接在穿孔板上，而是安装在单独的散热器上。 从旧电脑主板上拆下散热器：
散热器比较大，需要切割好尺寸和形状才能放入充电座。 对比画出的线条后，只需要几秒钟，用角磨机就可以切割出大致的形状：
它完美地融入充电座，并完美地融入一侧的剩余空间，无需四处移动：
然后在LM317上涂抹一些导热硅脂，用螺丝将其拧紧在散热器上，连接引线，套上热缩管绝缘。 LM317的散热片连接到2脚输出端，因此大电流输出线直接拧在散热片上。 LM317与散热器之间无需添加绝缘垫片，因为散热器固定在塑料充电底座内，不会与任何其他部件发生电气接触，因此不存在短路问题：
最后将穿孔板和LM317连同散热器一起放入充电座中，并连接到原来的电路板上。 里面有足够的空间：
穿孔板与原电路板之间加纸板箱，保证绝缘，防止振动、位移后短路：
然后进行调试。 充电座输出暂停。 调节R6，使充电座的输出电压正好为21V。 输出端接一个56欧姆以上的电阻。 电压仍应恒定在21V，说明恒压电路工作正常。 然后将几个不同阻值的大功率电阻串联在充电底座的输出电极上，电阻值约为5-30欧姆，并串联一个电流表（万用表10A量程）。 此时电流应该固定在400-500mA（大概就够了，这个电流不需要很精确，只要恒定即可），就说明恒流电路工作正常。 此步骤只是为了验证恒流电路的工作情况，可以跳过。
最后安装充电座外壳螺丝并测试充电情况：
将适配器插入充电底座，电源指示灯应亮起，但充电指示灯应熄灭。 充电座的输出电极电压应恒定为21V。 插入电量不足的电池，充电指示灯应立即亮起。 充电几个小时后（具体时间取决于电池的剩余电量），充电灯应自动熄灭。 此时测量电池电压，应为21V。
测试完成后，镍镉锂电池改造升级完成。 一把废弃的旧镍镉电钻又恢复了青春。 与新款20V锂电钻相比，无论是速度、扭矩还是单次充电的续航时间都丝毫不逊色！ 而且外观和使用方法都和以前一模一样，没有任何变化。
这款电钻的电池盒比较窄。 如果再宽一点，能横向放入18650电池，就可以用10节电池，2并联5串联，那就更精彩了！
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先生，我仔细阅读了。 一定要帮忙解答问题。
首先，上图中的1号是DW01，这是一颗检测电池电压的芯片。 它的引脚...
保护板是外购的，所以不知道它的具体电路设计。 但3号MOS功率管要并联两个，两组分别上下控制。
我可以回答有关充电器的问题：
1、是的，LM317是线性芯片，所以在稳压恒流的时候，会通过一个和电池充电电流一样大的电流，并且有压降，所以有明显的功耗。 ，所以需要加散热片。
2. Q2 设计为大部分时间工作在线性放大区。 它可以相当于一个可变电阻，但其上的功率很小，发热量也不大。 因为它能得到的最大电流受到R4的限制，极端情况下即使完全开启，最大也不会超过21/240=87mA（LM317的1脚电流只有微安，可以忽略），但实际上并没有完全导通，因为LM317的1、2脚之间的电压恒定为1.25V，所以Q2上的电压就是电池电压减去1.25V，这是一个相当大的量，所以等效电阻Q2 的规模相当大。 ，与R5、R6基本在同一数量级。 稍微计算一下，Q2上的功率很小，不会有明显的发热。