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实用的锂电池充电器
Lithium-Ion Battery Charger

时间:2009-10-17 15:11:08 来源:互联网 作者:叶绍霖 编辑: 【关闭


    笔者使用过几种锂离子电池充电器,充足电的锂电池开路电压为4.2V,并且允许2小时快充。半年前购得品胜CRV3锂电套装(3.6V1360mAh电池1个,充电器1个)为科达数码相机CX7330使用,以替代二节5号电池。该相机说明书说CRV3为电压3V的锂电.配套的充电器输出4.5V/0.3A。首次充电约4小时充电灯灭,电池开路电压可达4.2V。用几次后发现充电时间明显缩短,充电结束后开路电压仅为3.8V。去经销商处更换一节新电池,没用几次又重出故障。为了探求原因,对电池作充放电测试,电池电压放电到3.7v时,再用自制的LM317恒流源为其充电(充电电流0.3A),每隔10分钟记录充电在路电压和电池开路电压,当充电在路电压达到4.8V时,电流突然变为0,此时电池内部过压保护电路动作,迅速切断电路用万用表测电池开路电压为4.15V,重新上电又正常充电,没1分钟保护电路又动作。立刻用12V稳压电源串接不同阻值电阻(获得不同充电电流)接至电池,测得其在路电压从4.35V至4.73V(充电电流0.25A),接着又做放电特性试验,用不同阻值的电阻作负载串接电流表,在电池的初始时,开路电压为4V。放电电流从0.2A~0.58A,对应的电池在路电压为3.73V-3.31V,本测试时间尽量短,以防电池开路电压下降对测试影响。我又用一只13Ω/2W电阻作负载连续几小时放电,在电池放电在路电压为2.9V(开路电压为2.3V)停止放电,将电池装回数码相机内,相机已不能上电启动。
    以上试验说明,该电池为了替代一次性CRV3锂电(3V公称电压),内部除装有充电锂电特有的保护电路外,还串有类似于lN4007类的二只反极性并联的二极管.以获得充放电均较内电芯低0.6V左右的输出电压,这种“特殊”的锂离子电池,用常规的4.2V恒压限流充电方法是不可能充足电的,如果将原配充电器开路电压提高,需作很多尝试,以确定合适的电压,但是电池内部所串二极管在充电过程其导通压降并不稳定。因此这种方法的改进方案不成熟因而被放弃,最终选择附图所示的电路,经试用效果非常好。该电路除具备较高的能量转换效率(自热低)外,其最大特点是在电池开路(无充电电流)时,监测电池电压以此判定电池的充电是否停止,因而可排除电池内阻及触点接触电阻较大带来的影响,特别是大电流充电时效果更明显。为了保证充电电压控制的可靠性和精确性,仍采用美国国半公司的LM3420-4.2芯片作充电控制,N1(LM2575)和N4A(LM358)组成开关式恒流电源,恒流电流I=1.25/R0*(R11/R12+1)。R0为电流取样电阻(R14+R15),可改变相关阻值获得不同恒流值。N5(LM555)时基电路作为单稳态触发器,定时时间由R5、C3决定,约5秒。当电池电压低于4.2V时,N2输出(OUT端)为低电平0V,时基电路的②脚也为低电平,其输出③脚持续高电平,HL2充电灯亮,VD3截止恒流电源向电池充电。当时基定时结束(恒流充电停止)时,N2检测电池电压,若高于4.2V,N2输出高电平(约3.2V),时基电路得不到低电平触发条件退出定时状态,此时vD3导通,N1停止输出,充电完成。N3用于充电器输出电压限制,防止未接电池时输出电压太高,本例限制为5V(R10决定)。其他电路原理简单这里从略。电感可选市售品但电流为1A的。LM2575-ADJ为可调型,不必安装散热片,可用市售通用试验板焊接,但注意C1、C2、VD1元件引线尽量短且接在LM2575-ADJ引脚根部。本电路只要元器件达到要求,焊接无误,通电可正常工作,电路供电DC1O~15V。
锂电池充电器

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