川崎7.2-24V镍镉镍氢充电器魔改2~6串锂充电器，乐趣就在折腾中！

ljlun

4块96的川崎7.2-24V镍镉镍氢充电器魔改2~6串锂充电器，过程中的各种软硬件问题真是折腾人呀！

川崎这个原生的充电器应该是充镍镉/镍氢的，详见https://www.mydigit.cn/thread-301583-1-1.html

偶没有充镍镉/镍氢电池的需求，电动工具锂电池倒是有几个，原配的充电器都比较渣，需要个可靠的锂电充，所以当时就萌生改充锂电的念头

这个充电器电源部分正好合适，该有的都有了，偶只需要调整一下电路，加上手动选择串数功能（用电压来自动判断不可能了），重新搞个控制软件就能改出来

一路折腾的问题后面再说，先观赏一下改好的样子

5串电扳电池包正常充电中

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目前实现的功能：

1.  充电曲线：按锂电池标准要求，先恒流再恒压；

2.  串数选择：可支持2~6串3.7V锂电池，由数显拨码开关手动设置串数；

3.  预充电：单电芯电压*＜3V时先按120mA涓流充电，单电芯电压达到3V转恒流或充电限时30min；

4.  恒流充电：电流可手动选择1A或2A，单电芯电压达到4.1V转恒压或充电限时4h（也可采用实际恒压值-0.1V来启动恒压充电，这样更快）；

5.  恒压充电：限时2h，到时间停充；

6.  补充电：单电芯电压＜3.9V自动重新充电；

7.  温度检测：超出-10℃~45℃温区充电暂停，恢复后继续充电，不影响定时。支持10k、B3950的NTC

8.  内阻判断：恒压阶段检测，停充与充电相比，若单电芯压降＞0.5V，即停充并报警

9.  自检：待充电池电压检测（5V~25.2V允许充电）、电池反接检测、恒压电压检测（标称±0.2V）、串数设置与电池电压匹配检查；

10.  状态提示：充电前相关的工作状态/异常用绿灯反映，充电开始后的工作状态/异常用红灯。

绿灯5Hz快闪：串数设置非2~6、串数设置与电池电压不匹配

绿灯2Hz快闪：电池反接、恒压值超限、电池电压超限

绿灯常亮：充电器自检OK

红灯5Hz快闪：充电超温

红灯2Hz快闪：充电超时、充电时电池电压异常低、内阻大

红灯1Hz中闪：恒流充电

红灯0.5Hz、3/4慢闪：恒压充电

红灯0.5Hz、1/4慢闪：涓流充电

红灯常亮：充电结束

11.  考虑充电安全，只支持直接电池端口充电（需要检测电池电压）。如果有需要，以后可扩展电压直接输出，这样就可以支持电池上的DC充电口了

*单电芯电压为VB/设置串数计算所得

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过程曲折起伏，折腾过程图比较多，分几楼发哈

现在开始发折腾过程，

先上要改动的电路

电源电路变化不大，主要调整详见下图：

其余电路基本去掉，增加：3~6串恒压控制/切换电路、拨码开关输入、NTC输入及MCU电路

MCU改用手上现有的PIC16F676

开始改电源时，低压稳不住，加了两个3.3k并联的假负载

调整涓流电流电阻，改成120mA

充电电流改成两种：1A和2A

不插电时电池漏电流好大

因此要加个PMOS做的开关，这样还能测电池的端电压

用了2颗PMOS管，做好的样子

既然增加了电池开关，358的电源也要改到前面

试下开关功能

自然是OK的

PS：当时搭这个电路其实是有问题的，电池有反向漏电流，后来改了

接着搭MCU及拨码开关输入电路

放的位置还有点伤脑筋

外壳的电池槽比较占地方

切掉好了，反正偶也没这种接口的电池

这壳子硬度高，估计加的玻纤比例不小

另外找块塑料片做挡板，也好放置2种开关

比划好位置，开孔

装好用热熔胶固定

正面，原谅偶把螺丝孔打歪了

改主板上的电阻电容，不要的全被去掉

图多，楼下继续

ljlun

开始合体，焊线连接MCU小板

先测试一下各电压控制及精度

还可以哈，误差在0.1V以内

再确认拨码开关各数字的电压，与MCU电源的比例没问题

然后是编软件，不会C，只会汇编

附上最终的软件流程

软仿真调试好后，上机

装上MCU后，绿灯上电就闪烁

发现5V不稳定，又在78L05输入端增加了个220uF电解电容

还是没有太大改善，中途一度外接5V小板

5V没问题了，但充电电源又稳不起，分析还是负载电流太小的原因

后来直接在充电电源和78L05输入之间跨接了只3.3k的电阻

这下好了，两边电压都稳定了

PS：这也不是好的解决办法，最后把原来涓流控制三极管基极的1k电阻改成10k就不用这个3.3k

但上电依然绿灯闪烁，测试VO端一直输出21V，原因是PIN3（RA4）被配置成时钟频率输出，导致恒压检测过不去

改后绿灯还是闪，测试VO端波形如下

看来8.4V的自检是过了的，12.6V的自检没过

从波形看电压没到12.6V就报警了，看着8.4V向12.6V切换时的上升沿，偶突然意识到，虽然VB端没电容，但VO端有470uF的电解呀，加上设定涓流，切换电压给电容充电的时间会更长，偶设定的5ms采样稳定时间不足以让电容充满

立马改成100ms（同时也加大了电压误差判断值），自检时VO端输出电压正常了

VB端电压是这样的，与设计的一样

绿灯常亮了，自检通过

到此走上正途了，准备乘胜追击！

结果拿18650电池盒的时候，悲剧发生了

炸鸡又耽搁好几天，具体原因和修理详见：https://www.mydigit.cn/thread-312327-1-1.html

终于恢复电源部分

空载时，进行的电池开路判断和5个恒压值自检

先接亏电的垃圾电池测试，可以充电

遇到硬件和软件问题蛮多的，还是初期考虑不周

继续楼下哈

ljlun

周末这两天下雨，集中打个歼灭战

用三桑的好电池测试，可惜电池比较满，估计很快就进恒压充电

果然恒压了

充满红灯常亮

继续用垃圾电池测试，把串数设置成3串，设成4串就闪灯报警了

先是涓流充电

再是恒流1A充电

充电中红灯闪烁

超温检测比较简单，测试自然也没问题

基本功能在修改一些小BUG后都确认OK了

测试发现垃圾电池在充满断电后又迅速开始新一轮充电

分析应该是内阻太大导致充电电压高，充电器以为充满，停充后电压又掉到单电芯3.9V以下，所以重新开始充电

故在恒压期间增加检测充电和不充电的VB差值，压降大就停充报警

这是测试三桑电池接上的波形，完全看不出有压差

这是1号垃圾电池组，明显有压差，后续停充了

2号垃圾电池更是厉害，前面开始充电的电压就超高，而且后面停充后电压是缓降的，加长延迟时间才能筛出来

软件调好，就规整板子

PS：电源部分不是最终状态

因发现在接电池情况下，断220V电，电池有20几mA电流输出

将就之前的MOS开关，重新调整了电路搞定

主控小板就这样固定，好让开拨码开关

输出线就用DC头，温度检测暂时不接出来了，用10k电阻直接接地

壳子上开出线孔

装好就是这样

楼下进行整机测试

ljlun

下面进行整机测试

两串测试，涓流

恒压充电

顺便测试非法串数报警功能，以及电池电压和串数不匹配的检测，均OK

3串

把串数设成4，能进行1A恒流充电

切换成2A

再用5串的试一下，木有问题

只是这个充电器在5串用2A时充电电流有点不稳定，估计是电源功率到顶了

最后做两张贴纸，贴好完工

断断续续折腾了1个半月，当然50%工作还在5.14~5.15这1天半，遇到不少问题，也积累不少经验，折腾中学习才是正理！

搞完终于可以清理桌面了，好些其他事情及娱乐都被耽搁不少，还得抓紧补上

对于以上内容，尤其是功能设置，大家看有没有不同想法、意见，共同讨论一下！

欢迎大家围观、指点，谢谢先！

srw781

坐个头等舱

zzqqzzz

记一次漫长 繁复 而有深度的一次维修！~

农村小伙

工程量太大，自己做不了

kgmx

这技术厉害了，非常详细，来跟高手学习学习电源技术

罗非

乐在其中，谢谢分享

ljlun

srw781 发表于 2022-5-23 09:11
坐个头等舱

已经更新完毕，欢迎围观指点！

天使之音

老万家的～～
这是玩的第二块？

wfzdm

好久没见这么长的帖子了

alangxl

直播啊，这么长，简直和做一个差不多了。

ljlun

zzqqzzz 发表于 2022-5-23 09:33
记一次漫长 繁复 而有深度的一次维修！~

嗯嗯，断断续续的折腾，又遇到不少问题，不过终于还是搞好了

meeto

这是个高手，我只会把电源改成固定电压的充电器。
想问下大佬，能不能用24V的开关电源改成多种电压的锂电池充电器？

ljlun

农村小伙 发表于 2022-5-23 09:36
工程量太大，自己做不了

简单也可以改电压值，充固定串数的锂电也不错

qrut

元首这回是拼了，工程量巨大，等于重新开发了一遍，厉害厉害后排支持

轻烟

大工程，还要从头编软件
楼主改好的充电器要检测电池组电压，这样应该不能直接插电池包上的DC口上充电了

ljlun

kgmx 发表于 2022-5-23 09:37
这技术厉害了，非常详细，来跟高手学习学习电源技术

偶也是瞎折腾的，开关电源只能算入门

ljlun

罗非 发表于 2022-5-23 09:49
乐在其中，谢谢分享

有时候就是这样，哪怕折腾前就知道最后要吃灰