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做个双锂9v叠层电池顺便用山寨12V电源改制配套充电器及电路讲解

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发表于 2021-8-17 10:59:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 qrut 于 2021-8-23 07:10 编辑

以前做过单锂升压9v电池,虽然无负载升压板不工作基本不耗电,但是应对一些软关机的设备供电时由于需要提供待机电流,因此电池升压电路一直启动的,导致此时功耗并不太低,较长时间没使用就会没电,另外升压方案有干扰问题。于是再做一粒双锂串联方案的,顺便改制一个12v电源作为专用充电器。


找一个废旧9v一次性电池
IMG_20210816_112554.jpg


顶端磨薄
IMG_20210816_113040.jpg


就像开罐头一样
IMG_20210816_113244.jpg


取出内脏
IMG_20210816_113850.jpg


底部盖板需要粘好
IMG_20210816_113949.jpg


ab胶
IMG_20210816_114156.jpg


粘好
IMG_20210816_120029.jpg


随便买了两粒锂电,7.5包孕,没太合适的大小,用了一张5元无门槛,到手10元。买时卖家详情标称650mah ,到手竟然标称800,这个体积标800有点过了。
IMG_20210816_194630.jpg


使两粒电压完全一致后叠罗汉
IMG_20210816_202614.jpg


宽度上还是有点窄
IMG_20210816_202800.jpg


贴泡棉填充后串联焊好线
IMG_20210816_203141.jpg


塞里面
IMG_20210816_203221.jpg


顶盖粘好,电池就完工了。
IMG_20210816_204528.jpg


相当于额定7.4v(满电8.4)@650mah  
IMG_20210816_204633.jpg





下面改充电器,随便翻出一个12v 1a 山寨充电器。
IMG_20210814_104027.jpg


需要改电压,改恒流 ,改转灯。
IMG_20210814_104038.jpg


测下电压
IMG_20210814_104313.jpg


拆开非常的简易
IMG_20210814_104729.jpg


用了一颗8脚pwm
IMG_20210814_104850.jpg


副边反馈
IMG_20210814_104953.jpg


反面
IMG_20210814_105221.jpg


本来想着最低成本改成原边恒流,但是此pwm自供电且原边限流不可调,只能从二次侧下手了。
下图是dk1203资料和csc7203直接代换

Screenshot_2021-08-14-10-55-51-127_com.z28j.feel.png

这个是典型原理图,除了输出多了个电感滤波且led限流在负极,其他和上面充电器基本一致。
Screenshot_2021-08-14-10-58-51-477_com.z28j.feel.png


下面红色是改动的地方,首先恒压控制,原来用的11v稳压管精度和精细度都不行,需要换成431 r1和rp1是上下臂采样分压电阻,输出电压计算公式vout=(1+r1/rp1)*2.5。调rp1调整输出电压。
恒流控制需要增加电流采样电阻,可以选择稳压环内采样也可以环外采样,环外采样由于采样电阻在反馈环外,压降会缩短恒流充电到恒压阶段的时间,恒流区间缩短充满时间增加,因此采用环内取样。
r3是电流取样电阻,q1是电流采样控制管,空载或小电流不影响输出电压,当负载增大r3压降增大,达到0.7v附近q1导通,集电极通过r2拉低光耦输入负极,反馈到1次侧实现恒流控制。
为了本着最低成本和最简易的原则,电流取样放大用的三极管,和运放比较器比起存在线性区,因此恒流精度较差,但是对此应用只要大概限制充电电流在指定范围内即可,对精度基本没有要求。恒流电流计算公式I=0.7/r3 ,此例电池真实容量600mah,因此充电电流控制在0.5c-0.6c即可, 为了尽量降低取样损耗,r3取值较小 额定电流时靠近三极管vbe开启电压,因此r3取值1.7欧姆左右即可。r2是为了恒流时集电极和光耦总电流回路的限流电阻,恒流控制时vce只有大概0.3v代替431(2.5v)拉低光耦负极,因此光耦电流会增大,串1k电阻来限制电流过度增大。
转灯控制,由于前面r3取值较小,转灯电流一般设定在10分之1 c,  此例30ma左右。这个电流r3上的压降远小于三极管be结导通电压,要实现转灯指示必须给q2增加基极偏置,使其工作在线性放大区,rp2上臂电阻是q2偏置,下臂电阻是取样限流,由于加入偏置会被r3低阻值拉低,使偏置无法有效加到q2基极,因此需要取样限流来隔离,rp2下臂就是这个作用。q2 hfe我这个是300多,led ma级别,因此电位器取值200k就可以了,一个电位器即实现了转灯可调又最大限度的在实现功能的基础上尽量节约元件。线性转灯控制会导致led逐渐熄灭,不像比较器那样干脆,这样也有好处,就是接近转灯时led变暗,可以从明暗度大致估计将要充满的时间。


Screenshot_2021-08-14-10-58-51-477_com.z28j.feel_New.png


稳压管基准变成431需要将光耦1,2脚并联rbias偏置电阻,用于上电瞬间光耦还没导通反馈之前提前给TL431建立工作电压提前进入稳态快速反馈防止上电浪涌,光耦反馈时也为431提供偏置。
下面计算公式


Screenshot_2021-08-14-12-08-45-001_com.z28j.feel.jpg


以上是理论分析和原理介绍,下面开始改制。
先改电压到8.4v,这里去掉11v稳压管,(为什么是11v?因为光耦1,2脚内部红外发光管vf大概是1-1.2v ,加一起就是12左右)。
IMG_20210814_113640.jpg


加入431和上下臂电阻,还有光耦并联电阻。
IMG_20210814_125331.jpg


电位器装上之前目测粗拧了一下,看来还挺接近想要的电压。
IMG_20210814_125331a.jpg


下面改恒流控制,先割断电解负极输出焊盘,打俩孔。
IMG_20210814_151242.jpg


扒拉出来一颗差不多的电流取样电阻,4分之1w就够了。
IMG_20210814_151831.jpg


反面焊好后并联在q1 be,c飞线通过电阻焊到光耦负极。
IMG_20210814_160759.jpg


转灯,割断原led负极铜箔。
IMG_20210814_191112.jpg


加入q2和rp2
IMG_20210814_191112a.jpg



下面调试,先调恒压,电子负载监测电压,调整rp1使输出在8.4左右。
IMG_20210814_191112b.jpg


测试恒流,开启负载cc 和cr模式都行,逐渐增大电流直到电压开始下降即为限流值,这里300ma左右,符合设计要求。
IMG_20210815_095145.jpg


查看充电指示,led点亮。
IMG_20210815_095145a.jpg


调整转灯电流,负载电流调到30ma, 调整充电器rp2,使led刚好熄灭。
IMG_20210815_095454.jpg


30ma正常转灯
IMG_20210815_095454a.jpg


下面再拆一粒废电池
IMG_20210815_104516.jpg


只留顶部电极
IMG_20210815_104713.jpg


镀锡
IMG_20210815_104755.jpg


原插头剪掉
IMG_20210815_104854.jpg


焊好
IMG_20210815_110002.jpg


找段热缩管
IMG_20210815_110259.jpg


黑色704灌封后套热缩管
IMG_20210815_110504.jpg


电极部位掏孔
IMG_20210815_111027.jpg


加热收缩
IMG_20210815_111217.jpg


充电接口做好了
IMG_20210815_111222.jpg


最终测试,正常充电。
IMG_20210816_204812.jpg


充满灭灯
IMG_20210816_204848.jpg


测试输出电压,符合要求。
IMG_20210817_092607.jpg


抽空测了下真实容量665mah,比我之前估计的600要高一些。
IMG_20210817_174005.jpg


完。




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