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基于BQ24195制作一个可调电压电流的锂电池充电模块

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发表于 2024-9-7 21:53:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
前段时间在老三家淘东西的时候发现一个电池保护板,上面带个芯片,查了一下是TI的一个电池充电的芯片,不过现在已经卖完下架了。



上面还有一个单片机,想着买回来可以改一下程序给电池充电用,主要是很便宜,0.88一块板子,就买了5个来研究研究。这个是板子的正反面。





上面主要就是一个TI的BQ24195L充电芯片加一个上海东软载波的单片机,用的还是Micro USB接口。本想着重写一下单片机程序用的,研究了一下BQ24195数据手册,发现用原板子的话有点不太合适,一个按键4个LED不好用来调节电压和电流啥的,主要还是单片机环境还要另外搭建,还要专门的下载器下载,还有接口,这年头,还有几个人用Micro USB呀。

一想算了,自己重新画一个吧,改用STM32加个OLED屏和几个按键。然后就是画原理图,BQ24195电路参考TI官方的原理图,加了24C02用来存储设置的值,这样在每次充电就不需要一遍一遍设置了,还有就是按键OLED这些,OLED用的是128x32分辨率的。



这个充电芯片有BQ24195和BQ24195L两个型号,主要区别就是BQ24195L充电电流最大2.5A,BQ24195电流4.5A,引脚都是一样的,还带有升压功能,不过用不到。手册上面写着最高17V的输入电压,但推荐最高使用12V的电源适配器。



打板后就是这个样子,这里使用嘉立创SMT贴片,将一些电阻电容小器件都贴上了,就不需要自己焊一大堆元器件了。



这就是将器件都焊接完成后的样子。





要注意OLED屏幕,我本来是使用双面胶粘的,后来发现高温胶会变软屏幕就掉了,最后使用修手机粘屏幕的胶水粘上去的,就是这个型号T9000的胶水,而且自带一个金属针头,很方便。



都焊接好后就是编程,最终的效果就是这样子,充电电压可以在3.504 V 到 4.400 V之间以16mV为一个步进调节,充电电流如果是BQ24195可以在512 到 4544mA之间以64mA步进调节,如果是BQ24195L则最大电流只有2496mA,预充电和截止电流可以128 mA 到 2048 mA之间以128mA步进调节,+和-用来调节参数,E用来切换设置界面。如果有电池想长期存放就可以设置电压3.8V来充电后保存,芯片的看门狗和单片机的看门狗也都配置上了,虽然程序按正常逻辑不会出错,但是以防万一嘛。



然后就是测试一下温度,环境温度在28度,USB输入5V,发现设置充电电流2A的时候芯片表面的温度就很高了,啊这。



看来还得想办法增加一下散热了,想了几个方法后,最后决定定制一块铝板,直接固定在上面的螺丝孔上,本来那个螺丝孔是没打算干嘛用的,还好放了螺丝孔,不然还得要重新投板。按照板子的外形尺寸简单画了一下铝板的尺寸,电感高度较高,将电感的位置给空出来了。



TB随便找一家店铺打出来,这里使用的是6061铝合金打的,这就是到手后的样子。



将最高的0805电容的位置用胶布贴一下,虽然计算好尺寸没有碰到,但还是保护一下,还有导热贴也贴在相应的位置。以及4个M2.5*8 头部直径6的螺丝、M2.5的螺母、M2.5*5*0.5的垫片,垫片一个螺丝放4个,就是2mm的高度,保证铝片不碰到元器件。这就是安装好后的样子,看着还可以哈。



然后再测试一下温度,这里直接上4.5A,发现用电子负载会保护,就只上4A的电流,当然输入也换成12V输入了,5V输入功率不够。由于铝的红外发射率较低,这里在铝片上贴了个黑色的胶布,这样测量会准点。





发现PCB和铝板的温差比较大,感觉那个导热垫不太行呀。这还不简单,直接信越7921硅脂走起,我不信这能不好?



果然效果还是很可以的,现在是12V输入,电池端4A的电流,温度还可以,可以看到热量都导出来了,之前最热的是电感那里,现在最热的是铝板。



最后再测试一下只接电池的静态电流,用可调电源设置4.4V,发现静态电流会慢慢涨上去,刚开始是十几uA的电流,会慢慢涨到20几uA,奇怪的很,不过也可以接受。



到此这个小模块制作也就完成了,这是全部资料链接:https://pan.baidu.com/s/1EQvphB2r0NSvoDYMoAykTQ?pwd=XDZZ由于打板打以及打铝板多一些,自己也用不掉,已整理套件,某鱼直接搜索用户“小大柱子0”,就可以搜索到我,有需要可以购买,数量不多。



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 楼主| 发表于 2024-9-7 22:06:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 晒曭曮曯 于 2024-9-10 21:38 编辑

才发现TYPE-C引脚的5.1K下拉搞错了,居然到现在才发现。
可以将接口的左右两边数第三和第四个引脚短接起来,反正SBU引脚对充电也没啥影响。
上面分享文件已修改。



2024.09.10
发现固件复位BQ24195看门狗有问题,已修复。



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发表于 2024-9-7 22:22:23 | 显示全部楼层
高手,豆腐做成肉
   
嘉立创SMT贴片+铝合金打板花费多少,楼主不计成本
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发表于 2024-9-7 22:42:35 | 显示全部楼层
这个质量很好
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发表于 2024-9-7 23:13:42 | 显示全部楼层
收藏了 学习的好资料
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发表于 2024-9-8 06:14:01 | 显示全部楼层
这芯片效率应该不高,才4a电流带这么大的散热器能飙到70度实际效率估计也就80多~
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发表于 2024-9-8 07:47:54 | 显示全部楼层
不是很值得,用更好的芯片比这样玩强。现在芯片的功能都比较强的。
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发表于 2024-9-8 08:06:39 | 显示全部楼层
谢谢分享 收藏了,下来仔细阅读,某鱼可能会去找你
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发表于 2024-9-8 09:27:43 | 显示全部楼层
我咋感觉你这铝板没紧贴上芯片呢?导热膏再强,也不能太厚哈。
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发表于 2024-9-8 10:29:45 | 显示全部楼层
谢谢分享~这个真的太实用了
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发表于 2024-9-8 10:58:50 | 显示全部楼层
只要是画图的我是一样都 不会。就算画了图也做不了PCB,做了也是错误百出。
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发表于 2024-9-8 11:01:52 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
不计成本,再3D打印一个小盒子,完美
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发表于 2024-9-8 11:38:23 | 显示全部楼层
这么历害了,什么事都不是问题
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发表于 2024-9-8 13:20:58 | 显示全部楼层
奥幺幺,这个逼格 挠一下就上去了。
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发表于 2024-9-8 13:31:08 | 显示全部楼层
还需要加强散热
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发表于 2024-9-8 14:25:46 | 显示全部楼层
会打板的都是高手
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发表于 2024-9-8 15:39:05 | 显示全部楼层
围观会打板的大佬...


二○二四年九月八日
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发表于 2024-9-8 18:32:10 | 显示全部楼层
铝板定制是多少钱?
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发表于 2024-9-8 18:53:35 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
这工程量有点大,点个赞
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发表于 2024-9-8 19:56:34 | 显示全部楼层
围观高手制作
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