用充电管理芯片BQ2002自制镍镉/镍氢电池组充电器

日期: 2024-06-09 16:19:33|浏览: 79|编号: 72893

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充电管理芯片BQ2002自制镍镉/镍氢电池组充电器

我使用 Maxim 制作了 NiCd/NiMH 电池充电器。

可以在这里看到:

我用了一段时间,感觉还不错,但是这个充电器有一个致命的缺陷:它只能给单节镍镉/镍氢电池充电,不能给多节电池组充电。

我手里有很多NiCd、NiMH电池,而且种类繁多,所以也想给它们制作一个合适的充电器。

经过一番思考,这款充电器应该能够满足以下要求:

1.可根据需要选择输出电压,以适应不同的电池组合

2. 电流可调

3.充满电自动停机,杜绝过度充电

4.最好使用负Δ电压(-ΔV)检测法检测电池

5.电路简单,成本低

本来打算用或者来完成这个制作,但是跑了一圈市场发现已经停产了,没有这个东西,找了好一阵子才找到一个比较合适的

芯片,由德州仪器生产。

根据手册介绍,它可以对单块或者多块NiCd/NiMH电池进行充电,可以自动完成快速充电、补足充电、涓流充电;通过检测-ΔV、最大温度、最大时间、温度变化率来结束充电。当电池接入时,芯片会首先检测电池的温度和电压,如果温度和电压超过限制,芯片会先对电池进行涓流充电,待电池温度和电压达到要求后,再启动快速恒流充电。当电池达到终止快充标准后,会转为补足充电,以快充电流的1/18对电池进行补足充电,直到定时器到期后转为涓流充电。充电速率和补足时间都可以设置,另外还有一项功能就是当电池刚接入时,为避免接触不良电池造成的失误,在开始充电的一段时间内不会检测-ΔV; 但是这款芯片也有一个缺点,那就是它是一款快充芯片,它的充电最慢也是0.5C电流充电。

幸好这个芯片还没停产,在北京市场没找到,说是深圳发货的,正好我哥们去深圳出差,就找他帮忙,他居然有,还带了3个回来,还好价格不贵,10块钱一个,比35块钱的便宜不少。

设计电路,此款充电器的电路由参考设计修改而来,具体功能如下:

1.电压可调,分为6档,适合3.6V(3节)、4.8V(4节)、6V(5节)、7.2V(6节)、12V(10节)等电压不确定的电池组

2、电流可调,有0.3A、0.6A、0.9A三档,适应不同容量电池

3.利用检测-ΔV法判断电池是否充满电

4.具备温度检测功能,随时监测充电过程中电池温度,避免电池过热

5. 充电速度快,仅需160分钟即可充满电

6.支持交流、直流输入

7.工作电压宽,目前7V-18V内均可正常工作

8.电路简单,采用廉价的LM317进行恒流

9.采用精密金属膜电阻进行电池电压采样

货还没到,先做PCB吧

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或者使用热转印方法

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腐蚀后

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用钢丝绒刷掉碳粉,打孔,涂上一层松香水保护

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芯片到了,我以为是直插的,没想到他给我买的却是贴片的。

板子都做好了……我只需要制作一个转移板

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做好准备!全家福

电池取样电阻采用RJ-14型精密金属膜电阻,精度为0.5%

其余都是普通元件,LM317还是拆开的,无所谓

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开始编码时,从最短的SMD元件开始。

元件和PCB板可以放在桌面上进行焊接。如果先焊接插件元件,

贴片焊接时电路板容易不稳定

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焊接SMD后,从最短的开始。

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继续前进,从更高的起点开始。

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焊接 LM317 实现恒流

先测量恒流是否正常

一档,低电流0.3A

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高电流范围,0.58A

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最大电流,0.87A

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恒流电路正常,检查了芯片的5V电源,也正常,然后就可以焊接芯片了。

这是完成的外观

还有一颗滤波电容还没焊上。

调试阶段仅焊接了两级电池取样电阻,支持4.8V(4节)和6V(5节)电池组充电。

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PCB背面

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这是完成的充电器。

先取出一些电池,4.8V 镍氢电池组

充电时电源为12V 1.5A开关电源,充电电流选择为0.3A

黄灯表示正在充电。

用电流表测试,充电电流0.3A

由于LM317是线性的,其效率相对较低,因此电源电压不能不同于电池电压。

太大了。比如12V的电源适合给3.6V-6V的电池充电,如果要给7.2V的电池充电,电源电压必须是15V。

大量的电能被转化成热量通过散热器耗散。在0.3A电流下,LM317的散热器

它很温暖,你的手可以长时间放在上面。

下面是电路图

电流和电压通过跳线设置,非常方便

调试:由于刚出厂,还在调试中,目前已充好两组4.8V镍氢电池组,充满电后LED灭,电流为0,电池摸上去有温热感。内容很少,特别是没有温度检测的详细介绍,温度检测器件的选择有点难,自备的几个NTC都不合适,只能等晚上调试了。

最后调试:仔细检查了一下,似乎对温度检测元件没什么特殊要求,但是温度检测脚TS在电平为1/2Vcc+-0.5V时就进入保护状态,恰恰相反。按照接法,即使是常温,也会认为温度不满足要求,从而停止充电。知道了这一点,问题就解决了。

原手册要求热敏电阻为石塚公司的103AT-2负温度系数热敏电阻,与要求的型号一致,但是没有这个型号,虽然也用的是10K负温度热敏电阻,但是不知道温度系数曲线,比较麻烦。

这是自制的温度检测线

按照手册上说NTC串联的电阻应该是3.57K,先在原来的10K电阻上并联一个5.6K的电阻,也就是准确的说是3.58K左右。

效果很好,接上电池,把烙铁靠近热敏电阻,很快充电指示灯灭掉,充电停止。

没有热敏电阻特性曲线,就不知道具体的保护温度,但是摸起来感觉很温热。

看来温度检测问题已经解决,应该不会导致电池过热。

还有一个问题是,电路在不连接电池的情况下会进入快充模式,检查后发现是电路设计有错误。

空载时恒流电路不工作,输出电压低,导致芯片进入快充模式。

通过修改一行并添加另一行,问题得到了解决。

新添加的二极管位于左上角

至此,充电器的调试彻底完成,可以正常使用。

跳线设置电压

大电阻旁边是用于设置电流的跳线

仅一个插头即可获得0.3A或0.6A电流

两个插头都是0.9A

添加热敏电阻

如何连接热敏电阻和电池

根据规范,热敏电阻应深埋在电池组内

但这是一个成品电池,我们不能在里面嵌入热敏电阻。

更何况,那么多电池组也不可能埋得下,就这么算了。

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