为拆航母作准备——结合实例学习充电器的转灯原理

主唱

        前面发帖，折腾一个18650充电器的转灯问题（https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=62804），帖子发出来，经热心坛友支招，总算搞定了，但是，问题却留下来了，反正也拍了图了，干脆整理一下发上来跟坛友们交流下。
        那充电器是有红绿双色充电转灯指示的，当时手头没有这种双色指示灯，有坛友提醒可以用两个LED指示灯，对啊，单色LED指示灯库存不少啊：

        这都是以前剁手的LED指示灯杂包（不是同时，也不是同一卖家处撸的），5mm、3mm及各种颜色都有，数量有过百支（从这你也看出我对电子王国的向往之心了，说明我上坛除了负责搞笑，还是想真正学点东西的），这些灯够我折腾到死了吧，或者说死了都要折腾吧。还没用过一支呢，一是很少坏指示灯的，二是加装指示灯的折腾也不多，那些旧的拆机件足以应付了。但这次不同，这次要用两支拼成一支双色的，看来要认真挑选一下了。
        选指示灯前当然要了解一下充电器电路，这个充电器并不那个待改的而是好的原装的那个，为了学习，再次把它拆了，应坛友@jsycwnw要求，拍下它的电路板背面：


正面也应该拍一个的，无奈是把指示灯折腾坏了拆出来了才想到要拍的，那已不是原貌了，还好上帖有两充电器电路板的合照：


从这张图中剪出这款的电路板正面，还能看吧：


所说折腾坏，是指用外接电源对此指示灯测试，把这个原装的唯一的一颗双色指示灯弄烧了：


本来就是想参照原装充电器给待改充电器加装个双色指示灯的，现在，连这唯一的一颗参照也弄挂了，这下，上帝都救不了你了，只好老老实实把电路图手绘出来：


这电路图手绘得真丑（但人帅:lol::lol:），但不影响对原理的理解，从电路中可看出两个指示灯（合成一个共阴极三脚指示灯）的正端确实接有不同阻值的电阻，上帖有坛友说这是分压电阻，测一下两个电位。这是红灯电位：


这是绿灯电位：


绿灯电位也是最后的输出电压：


实测两电位确实不同。真的是分压？耐心往下看。
下面来挑指示灯。不敢再用外接电源来试了，这样试：


再挑两个绿灯：


慢着，两指示灯个头一样，但亮度好象差得有点多。四个一起试，果然红灯比绿灯亮很多：


重新翻看以前的卖家的参数介绍：


原来，不同颜色的灯的使用参数不完全相同的，表中没有提到这两种指示灯（应该不是这个卖家的），但从实测中也看到，明显是红灯的工作（激活）电流更低，所以它们更亮。
装上双灯，因为是临时测试，胡乱接的，引脚都不剪：


空载绿灯亮，有戏：


充电中红灯亮，更有戏：




恰好有人微去唱K，好吧，是时候下山放松一下了，为折腾这货折腾了大半天时间。等到K歌到下半夜回来，看见乌灯黑火的书房工作台上，一盏绿色的光点。原来是充满电绿灯亮了：




        本来这个帖子到这就好了，解决问题等打赏了。可是，我上坛不仅仅是为了拿M币的（当然有更好，这样离买房又可以更进一步:lol:）。解决了问题，心里却留下了个疑问。前面有坛友说这转灯运用的是分压原理，那就是不同的电压值激活不同颜色的灯，应该是红灯的应用电压更低，充电时首先亮，而当电池电压充满后，电压升起来了而把绿灯激活——慢着，这高电压下，绿灯是亮了，但红灯应该更亮才对呀，为什么是灭了（或者亮度变暗下来）呢？实测一下充满电时两个灯的电位：
这是绿灯电位，毫无悬念，与输出电压相当：


再测红灯电位，果然是低的：


这样解释是乎是通的了，绿灯因电位高而亮，红灯电位低而灭，BUT，真相有时就差那么一点，我们离真理就擦肩而过了。再拿一个待充的电池测试一下，这是红灯电位：


这是绿灯电位，两者差不多，且都是高电位（按说应该是绿灯亮的，或者说不只是红灯亮的）：


而且比输出到电池的最后充电电压都高：


        结论：所有的测试都说明，两灯的激活条件不仅看电压，更与电流密切相关。当充电初期，电池分流了大部分的充电电流，所以只有更低电流就能激活的红灯亮，即使此时两灯的电位都不算低（这个电位与电池内阻有关，旧的内阻大的电池端电压便高，比如上例所用的电池就是一个垃圾充电宝中拆出的）；当充满电时，流向电池的电流小了，更多的电流流向了两个并联的指示灯，但由于红串接了更大的限流电阻，流经红灯的电流比绿灯小，所以绿灯亮。所以，前面坛友说的转灯运用的是电阻分压是不准确的，应该是电阻分流。其实，说了半天，就是所有充电器转灯都是以电流为检测依据的，所以都是说转灯电流而不说转灯电压，这些说法请大神来斧正。这些对于我等小白都是一些基本概念（所以才发到电子学堂），搞懂它，我才敢去拆航母呀。
@邓穿石 @温力口 @jsycwnw

主唱

jsycwnw 发表于 2019-8-13 08:54
安静的美男子，你@前2位是正确的，偏偏带上我，其实对有真才实学的老师大神们有所不恭！既然你要我瞎说，拔 ...

      今天回了一趟乡下，带着一身疲惫，但是我迫不及待的要回复你的帖子。客气的话不要说，都懂，坐而论道，百家争鸣，所谓论坛当如是。下面试着逐点交流一下。
        1、第一次发帖时所拍图片如你所说不假，当时确实是绿灯近变压器（为行文方便，以下叫左侧）红灯靠电路板边缘（以下叫右侧），但是，我觉得我这个测试是有误的，因为那唯一的一盏双色指示灯烧了，无法重新演示给您看，只有分析如下：a，首先你我都认同，红灯的导通电压（或叫激活电压）比绿灯的低的，你也指出一般常见带色LED指示灯的导通电压，红1.8V，绿2.5V，蓝、白3V，而从电路上分析和实测，接在右侧的电位更低，请看电路板，接在左侧的分压电阻（为便于沟通，暂且按坛友们习惯的说法，其实我认为是分流电阻更合适）是100殴，接在右侧的分压电阻是2殴：


b、结合我实测指示灯拆下来后的电压值，左侧的电压值是3.867V：


右侧的电压值是4.215V：


为了使红、绿灯各自在合适的电位亮灯，应该是左侧为红灯，右侧为绿灯。
c、再结合我实绘的电路图，说明左侧应为红灯，右为绿灯：


d、当充电器空载时，电压保持精准的标称输出电压值4.2V（运用光耦的直接采样稳压，作用效果还是可以接受的），绿灯亮（这些图是调用前面测试这充电器的指示灯还没有被玩坏时的，这样更说明不是特意摆拍），上面刚说了，充电电压就是右侧电压，而现在是绿灯亮，再次说明右侧应该接的是绿灯（注意，只是说“应该”，到这里都还是假说阶段）：


e、在电路板上也能看到标识左侧为R（红灯），右侧为G（绿灯），当然，出厂印刷有误也是常有的，但没有证据证明这是印刷错误前，这也算一个佐证：


f、以上分析都说明左侧是红灯，右侧为绿灯，可实测为什么相反呢？这个就是我要跟您探讨的问题。我记得我当时夹电来试指示灯时，先是夹右侧，因为知道这些指示灯很脆弱的，所以都是用稳压电源小心翼翼地从低往高调，首先看到的就是红光（因为红光的激活电压低），结果就先入为主地认为右侧是红灯了，其实在后来几次测试中，都很难找到红光，要很刻意才找到，它多数时候是一个混色状态。认定了右侧是红灯，就一错再错地把左侧调出绿光。其实，我想这种双色指示灯就是不同的电压激活不同的颜色，而我只是先入为主地人为调出了错误的颜色而已，但当时没想明白。也正因为这灯的颜色不稳定而多次调测，才把指示灯烧了。我现在没有这种指示灯，如果您及哪位坛友有备件，不防测试一下便可印证我的说法。

如果你同意我对灯色的判断，可能你的结论又不一样了。这就是当时我回复你说我的测试有误，会影响你的判断。

2、我同意你对两块电路板输出整流二级管的评价， 你不说，我还确实没留意到这点。但不认同你对光耦稳压的说法，很多充电器都用到光耦稳压，说明它有合理性，实测那个输出电压如此精准就可知。同时，也顺便告诉你，另外那块待改的用的也是光耦稳压，输出电压为何偏高？原来这是电路板有污渍，改变了电路的稳压值，后来洗过电路板，电压又回到3.3V了：


想起来了，以前为收音机改过这类充电器（http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1877655），找出某收音机看其充电口，顺便也佐证了待改充电器输出插头为何极性变了，因为收音机电源插孔果然是另类的外正内负（而18650充电器插头及目前觉见的此类插头多是内正外负）：


其实外壳也写有3V字样：


当年也有笔记为证：


3、待改充电器电路板的双色指示灯也是共阴，这里将两面图片都拍上来供你分析，因为前面改的只是分立双色指示灯修复原装那个而已，接下来才是真正的折腾这个：




再次为你的精湛技艺折服，仅凭一个电路板图片，就能把电路标注得如此清楚。

4、关于转灯。电压是产生电流的必要条件，我同意，原帖我也有说这样的话：


但对其中一些观点不敢苟同。
a、电池要充电进，端电压不一定就是低，只有好的电池，内阻低的，接上充电器，才会拉低充电输出电压；而寿命已尽的电池，内阻高了，接上去电压不一定低，比如我主帖用来测试的那个就是接近报废的电池，放上去，充电电压并不低：


测得两灯的电位也不低且接近；
这是测红灯电位（看得出夹的是靠近变压器端的指示灯引脚，也就是本文一直所说是红灯阳极），高达满电电压：


这是测绿灯电位（看得出夹的是电路板边缘的指示灯引脚，也就是本文一直所说的绿灯阳极），也是满电电压，甚至比红灯引脚还高：


这么高的电压，按激活电压高低来说，应该是绿灯亮才对，但为什么图中测得的仍是红灯亮呢？这就是因为充电初期电池把大部分电流分流去，留出来的电流只够激活红灯，所以说激活不仅看电压还看电流，也就是说对电源功率也有要求的。PN结不是场效应管。

b、你说充电初期电池端电压低而激活直联红灯，这是我的误测导致的您的误判，因为前面分析过了，与电池端电压直联的其实是绿灯。不错，充电初期激活的是红灯，但却是分压更低，接了限流电阻（100殴）右铡的那盏，因为充电初期大部分电流流经了电池，这小部分电流只够激活红灯（红灯所需的激活功率更低）；而充满电后及空载时，大部分及全部电流都加在两个灯，肯定是激活没有限流电阻的右侧绿灯。

c、你说的双色指示灯的混亮问题。这种三引脚的一体双色灯，应该是根激活条件亮相应的灯，当更高电流的灯被激活了，更低的就亮度变低了。这种效果比单独两个灯组合的要好。两个灯组合的就如你所说，绿灯亮时，红灯也还有不同程度的亮度。这也是为什么要做成一体的原因吧？

其实，关于这个指示灯误判的问题，我发主帖时就发觉了，以为没有人会细心到那样，可还是被你看出，再次说明您高超的技艺，也说明论坛就是个竟技场，容不得南敦先生，是真正有技术，真正想学技术的好学校。

至于你对RCC充电器的观点，当然它比不上494、3842等PWM的电源，但它好歹也是隔离电源呀，很多充电器充满是否停充是受电池保护板决定的，充电器本身没有停充功能，但它会因为电压平衡了而自动保持涓流，这样，电池备用时可以留在充电座保持满电拿来就用。只有电池那端如果是“裸充”才危险（这个我也算出生入死了https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=62407&extra=）。


最后，我想告诉您，我不算美男子，而且也不太安静，如果我能做到又安静又是个美男子，可能人生轨迹又不一样了。

青色风机

万用表真不错啊！就是表笔磕碜

主唱

青色风机 发表于 2019-8-12 11:38
万用表真不错啊！就是表笔磕碜

能换句台词吗？其实那表也没有你说的那么好，近日撸多了一台，想使用两台表的蓝牙连续监测功能，却发现旧的这台蓝牙功能好象失效了，还没有细查呢。

青色风机

主唱 发表于 2019-8-12 11:58
能换句台词吗？其实那表也没有你说的那么好，近日撸多了一台，想使用两台表的蓝牙连续监测功能，却发现旧 ...

既然觉得不好，万用表送我吧！

aacyxjz

主唱 发表于 2019-8-12 11:58
能换句台词吗？其实那表也没有你说的那么好，近日撸多了一台，想使用两台表的蓝牙连续监测功能，却发现旧 ...

大婶就是有钱哈哈，轻松多撸了一台

主唱

aacyxjz 发表于 2019-8-12 12:12
大婶就是有钱哈哈，轻松多撸了一台

靠，怎么都不说重点呢？我也是感觉到有两台的需要，可谁知就有一台用不了蓝牙，否则这个帖子更有可读性。

轻烟

是利用电阻分压和LED的压降来控制亮灯

主唱

轻烟 发表于 2019-8-12 17:38
是利用电阻分压和LED的压降来控制亮灯

串在LED灯上的电阻不是分压作用，是分流作用，在电流充电的初始时，流过红灯的电流大（两灯的电位都差不多），红灯亮；在末期，流过绿灯的电流大，绿灯亮。欢迎探讨。

jbm1

哈哈里买房又进了一步,,,,,,,,,,:lol:

xbxxdiy

谢谢分享！我这有一块5V充电器（适配器）转灯电路更特别（分立元件，元件不多），改天拆给你看看。

主唱

jbm1 发表于 2019-8-12 22:46
哈哈里买房又进了一步,,,,,,,,,,

进啥步进步，我殚精竭力，挖空脑汁写出来的帖子，人气这么少，直是气人。

主唱

xbxxdiy 发表于 2019-8-12 22:52
谢谢分享！我这有一块5V充电器（适配器）转灯电路更特别（分立元件，元件不多），改天拆给你看看。 ...

早应该这样分享了，赠人玫瑰，手留余香，你通过写帖子，认识也会升华的，也能学到很多东西的。

jsycwnw

安静的美男子，你@前2位是正确的，偏偏带上我，其实对有真才实学的老师大神们有所不恭！既然你要我瞎说，拔苗助长我也无压力，这就开始，看看就好。
1. 你的电路图没细看，只觉得红、绿指示灯的位置标反了。不信，就看你之前帖子的实测图，正面靠输出板右侧边缘的是红色LED。

2. 从这2块板子的正面看，很久远的充电器了，RCC电路，输出受电网电压影响较大，带载能力差。粗糙的纸基板，没有431、甚至都没有输出的稳压管（唯一的稳压管是串在光耦反馈电路里，利用超压时导通增加反馈电流，粗略控制开关管侧的功率，大致稳定一个输出电压范围），单管半波整流效率差（红框所示）。勿论这些基本特征，就这2块板子比较，欲改指示灯的这块板子还要好一些，原因是输出整流用了貌似压降小（Vf 0.2V左右）的肖特基二极管1N5819（1A40V），而右边的输出整流貌似用了压降大（Vf 0.5~1V）的普通的开关二极管1N4148（100~150mA，70V）。根据4148的额定电流可知，那个指示灯正常的板子怎么可能输出标称的500mA，真是神奇，属于人有多大胆，地有多大产。

3. 待改造指示灯的这块板子，没有背面图，不敢妄断一定是共阴或共阳的LED

4. 老实说，我不赞同你关于指示灯转灯原理涉及器件敏感性的分析（尽管不同的器件确实存在差异，但不是这里转灯的原因）。电压是产生电流的必要条件，除高亮LED外，一般常见带色LED指示灯的导通电压，红1.8V，绿2.5V，蓝、白3V。
开始瞎说我以为的转灯原理，其实是巧用了稳压不完善的电源：电池需要充电时，说明电池的端电压低，接上电池，就会将输出端电压拉低至略高于电池端电压（市电整流阻容充小铅酸，就是利用这种箝压现象。一旦电池坏了，与其并联的耐压不够的电解、LED啥的都成了炸弹），导通电压低的红色LED，+极是直连out+的，这时的电压肯定满足红灯点亮条件，红灯亮起；导通电压高绿灯，+连接的分压点的电压达不到导通电压，绿灯安静地呆着。所以充电时红灯亮、绿灯灭。

当电池达到充电电压时，充电电流减小，电源输出电压跟着抬高，绿灯+处的分压点电压达到绿灯导通电压（分压电阻设计时经过计算，电池端电压到4.2V左右时，分压点电压肯定＞2.5V），绿灯自然就亮了。但这时，红灯是亮是灭是个问题，但看电路构成，红灯没有灭的理由，所以我认为所谓“充满”时，不仅绿灯亮起，红灯也是亮着的，你看到的转灯颜色变化是红、绿混光的结果，也许因为绿灯的发光效率高，看上去偏绿一些。究竟是不是这样？我不能肯定。你可以用心观察比较一下，单独供电时绿灯发出的光色，和充满转灯指示时的光色，是不是肉眼看不出区别。或可裸着充电器（注意安全！），看绿灯亮起时，红灯的灯芯是不是也亮着（必要时用物遮挡一下绿灯一侧）。
最后啰嗦一句，这种RCC充电器并不安全，转灯只是指示电池充满，并不关断输出，也并一定会处在停充状态。因为RCC电路的输出电压受输入电压影响较大，市电电压高于220V时，输出的电压就会大于标称电压,这时尽管转为绿灯亮，只表示电池已达到受充极限电压，但充电并不会停止，后果你懂的。安全的做法，应该不离人，转灯显示充满随即断开充电状态。好在这个是4148整流，说明设计的充电电流在100mA左右，对18650而言，风险比较小而已（那个5819整流的板子，如果不是虚张声势，充电电流能达到标称的500mA的话，风险就大多了）。你放心离开去唱K，以为转灯即停充，一般而言好像也没错，但对这种充电器而言，还是属于胆肥，且行且珍惜吧！

主唱

jsycwnw 发表于 2019-8-13 08:54
安静的美男子，你@前2位是正确的，偏偏带上我，其实对有真才实学的老师大神们有所不恭！既然你要我瞎说，拔 ...

我也在外面，关于那个红绿灯，电路图没有画错，指示灯回装也没装错，是测试的方法有误，所以可能误导了你的判断，今晚再跟你详谈。先加分给您

主唱

jsycwnw 发表于 2019-8-13 08:54
安静的美男子，你@前2位是正确的，偏偏带上我，其实对有真才实学的老师大神们有所不恭！既然你要我瞎说，拔 ...

你第1次发的我都还没细看，你现在是不是又新重新编辑了？你可以新开一个回复嘛，这样我也知道你哪些是新加内容。你是个很认真的人，到时详聊。简单说下，第1次测那个双色灯不是靠电路扳边的为红色，他设计的是靠边是绿的。

jsycwnw

主唱 发表于 2019-8-13 13:53
你第1次发的我都还没细看，你现在是不是又新重新编辑了？你可以新开一个回复嘛，这样我也知道你哪些是新 ...

1. 能力有限，很可能帮不上忙。最近有事比较忙，只能有空上来看看。
2. 第一次发帖时的LED测试图如下，明显靠输出端的是红色LED（固定开关变压器磁芯的红色玛拉胶带可供鉴别，说明最初是这块板子上红、绿LLED的显示正常）。

3. 基于2，红色LED的+极是直通充电输出的+的，这点是有别于你绘的电路图的

4.前面的回复，当时有事离开，也说了“有空再来”，确实补充了内容。补充的部分，就是最后1张图再往下的文字部分。

youngdsy@qq.com

看到我的建议采用了，而且很管用，很是欣慰啊

girlstorm

主唱 发表于 2019-8-12 23:09
进啥步进步，我殚精竭力，挖空脑汁写出来的帖子，人气这么少，直是气人。 ...

整站人气都少，看看以往没换新站的时候的浏览量，再看看现在的。。呵呵了。原因只有骚版知道

主唱

girlstorm 发表于 2019-8-14 00:29
整站人气都少，看看以往没换新站的时候的浏览量，再看看现在的。。呵呵了。原因只有骚版知道 ...

我不管，我要战斗到只剩我一个人，反正对电子，对数码，我是撞了南墙也不回头的了。