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【摘要】本帖纵观9V方块锂电池方案，利用库存的锂电池、充电模块等散件，制作了两串9V方块锂电池，配套了由IP2326芯片构成的两串锂电池充电器，通过详实测试，分析其工作原理。
【特别说明】因本帖图文繁冗，若您熟知内容或不感兴趣，请在此停止阅读，以免浪费宝贵的时间！
一、9V方块电池概况：
作为仪表电源的“常客”，9V方块叠层电池已经司空见惯，其外壳最大尺寸为26.5（长）×17.5（厚）×48.5（高）mm，以一次性9V碳性电池（6F22：由6片F22扁平电池串联而成）和碱性电池（6LR61：由六节LR61碱性9号圆柱形电池串联而成）最为普遍。随着科技的进步，当今各种类、各方案的镍氢、锂离子 9V方块电池应运而生，应有尽有。
二、9V方块锂电池方案：
2-1、单节锂电池充电升压方案：
将单节锂电池与充电、升压电路连接后置于9V方块电池塑壳内，其原理框图如下。此方案的9V方块电池经试用，主要问题是对精度稍高的仪表干扰，但可用于一般性场合。其次是静态电流偏大，但通过改造升压电路的使能EN功能可大幅降低静态电流。
2-2、串放并充切换方案：
2-2-1、手动开关切换方案：
使用一个双刀双掷手动开关进行串放并充切换的原理图如下。可用单节锂电池充电器对两节并联电池分流充电，但需正确手动切换。主要问题是因两串电池配对差异，一旦手动切换到并联状态，两电池间存在短路充放电，直至电压相等，虽时间短暂，实质上损伤电池。
2-2-2、继电器切换方案：
用继电器取代双刀双掷开关，充电输入作为继电器线圈电源，达到串放并充目的，其原理简图如下：
如左图，输入失电，继电器释放，触点3连接触点2，触点6连接触点7，将两电池切换为串联状态向负载供电，但BAT2始终连接充电电路输出端，产生静态功耗。如右图，输入得电，继电器吸合，触点反转，将两电池切换为并联状态，对并联电池分流充电，同时两电池间短暂短路充放电，直至电压相等，这将损伤电池。
2-2-3、DC插座切换方案：
DC插座具有动、静触点的常开、常闭功能，见下图：图中①为正极插芯，②为机械静触点，③为机械动触点（弹片），插头未插入插孔时，②与③常闭，插头插入插孔时，推动弹片向下运动，②与③断开。
利用DC插座的这一功能，达到串放并充切换的目的，其原理简图如下：
如左图，拔出插头失电，②、③触点连接，将两电池切换为串联状态向负载供电。如右图，插入插头充电，②、③触点断开，将两电池切换为并联状态，由单节锂电池充电电路同时对并联电池分流充电。
由于二极管的隔离作用，在切换过程中两电池间避免了短路充放电。插电时，①、③首先接通，然后②、③触点再断开，此时间差直接导致充电器输出短路。充电时输入电压为Vin-VD12，电池电压为Vbat-VD11+VD12或Vbat-VD13+VD12，若二极管正向压降VD11=VD12=VD13，则电池电压不受影响。
2-2-4、MOS管切换方案：
使用MOS管，充电输入作为检测信号，达到串放并充目的，其原理相同、形式不同的两种原理简图如下：
上左图中，上电后，Q14、Q15、Q16的G极均为高电平而全部导通，将BAT1负极、Q11、 Q12、Q13的G极拉低到GND，Q11、Q12导通，Q13关断，两路独立的单节锂电池充电电路分别对BAT1、BAT2独立充电。输入断开后，所有MOS管的开关状态反转，两电池又被切换为串联状态，Q11、Q12关断后，可确保BAT1与BAT2不向充电电路反向倒灌。
上右图则更为简单，原理同上。
下图则再次简化，使用一个单节充电电路完成串放并充，原理同上。切换为并联状态时，两电池之间存在短暂互为短路充放电。
2-3、两节锂电池直接串联方案：
两节锂电池永久串联连接，简单易行，不需增添附加电路或元器件，缺点是需配置对应的两串锂电池充电器，不能使用普通的单节锂电池充电器充电。
2-4、锂电池保护方案：
（1）、两串电池不配置保护板，依靠充电管理芯片限制两串电池充电总电压，依靠用电器的低电压警告来限制放电总电压，但过电流得不到保护。由于两串电池的差异，仍会出现一节电池欠充而另一节电池过充，放电也一样，故此方案不规范，不推荐实施。
（2）、两串电池配置一块单节电池保护板，称为“两串一保”，对两串电池中的任意一节加以保护，另一节则“裸奔”，过充、过放电压无法保护，因两电池串联，充放电过流、负载短路可同时得到保护，显而易见，这是节省成本的权宜之计，不值得推荐和实施，见下图：
（3）、两串电池各配置一块单节电池保护板，称为“两串两保”，可有效保护两串电池，见下图：
（4）、两串电池配置一块两串电池保护板，其优点是一块保护板分别保护两串电池，可节省一块保护板，也缩小了组装空间，见下图：
2-5、锂电池组均衡问题：
锂电池保护是保障安全，均衡则是优化性能，两者可配合使用。锂电池均衡原理可分为电阻耗能发热的被动均衡和储能元件（电容、电感及变压器等）转移电能的主动均衡。
均衡功能一般应用于容量较大、串数较多的动力电池组中，这里制作的9V方块电池容量小（约400mAh）；串数小（两串），因此故意配置均衡功能无必要。
均衡功能均是以动态检测电池的电压（差）来启停均衡功能，该均衡方法具有广泛的应用，但电池真正需要均衡的是剩余电量（SOC），而不是电压，但要动态检测各电池的SOC就困难得多。典型的例子是电池组中存在低容量（俗称“充得快放得快”）电池，在相同的充电时间内，该电池电压升得快、升得高，但充入的容量低，于是均衡器检测到电压差达到均衡阈值并启动均衡，这就适得其反了。
2-6、组装方案选取：
综合比较上述各方案以及手头已有的元器件，决定采用两节锂电池直接串联，外加一块两串锂电池保护板方案，两串充电器外置，随充随插，以消除电池与充电器永久连接而产生的静态功耗。
三、配置两串锂电池保护板：
3-1、两串锂电池保护板概况：
取出手头已有的两串锂电池保护板，它由两串锂电池保护芯片FM7021LB与8205A双N-MOS构成，电路板尺寸8×26mm，见下图：
FM7021LB是富满微公司的两串锂电池保护芯片，采用SOT23-6封装，基本信息如下图：
8205A是保护板上广泛使用的双N-MOS芯片，采用TSSOP8封装，内含两个独立的N-MOS，且两个N-MOS的D极共连到芯片的1、8pin，基本信息如下图：
3-2、两串锂电池保护板基本工作原理：
根据电路板元件布置画出的原理图如下，红框表示双N-MOS管Q2，蓝框表示保护板电路，比较数据手册，与典型应用原理图基本一致，仅是R3电阻由2KΩ变为推荐值较小的1KΩ。
（1）、U1的Vdd与Vc用于动态检测BAT1电压，两串电池静置开路或放电时，则由两串电池通过R1、Vdd向U1供电；两串电池充电时，则由充电器通过R1、Vdd向U1供电。
（2）、Vc与Vss用于动态检测BAT2电压，仅在BAT1断开后，由BAT2通过R2、Vc向U1供电。
（3）、Vss为参考地（GND），未特指的电压均是相对于Vss的电压。
（4）、OD与Q2的M1-G1直连，用于放电控制。当OD输出高电平时，M1导通，反之OD输出低电平，M1关断。
（5）、OC与Q2的M2-G2直连，用于充电控制。当OC输出高电平时，M2导通，反之OC输出低电平，M2关断。
（6）、CS通过电阻R3与P-连接，Q2两个N-MOS管M1、M2的导通压降即是P-的电位，其值为充放电电流与两个N-MOS管M1、M2导通阻抗的乘积，只不过充电时其数值为负值，放电时则为正值。通过R3将动态检测到的导通压降反馈到CS，因CS引脚连接到芯片内部检测器（相当于运放或比较器）的正相端，故P-→CS检测通路 “虚断”，R3无压降，VP-=Vcs，因此CS电压就是充放电电流的取样电压，可用于控制充放电过流或负载短路，或构成释放的必要条件。
参考保护芯片数据手册，将保护板各状态与电池电压、CS电压、OD电平（M1状态）、OC电平（M2状态）的关系列表如下，表中各延时检测时间认为均满足要求。 | 保护板状态 | 电池B1/B2电压 Vcs电压 | OD电平(M1状态) | OC电平(M2状态) | | 正常(释放) | Vdu＜B1和B2＜Vcu Vcip＜Vcs＜Vdip | | | | 过充电 | | | | | 过充电待释放 | | | | | 过放电 | | | | | 过放电待释放 | | | | | 充电过流 | | | | | 放电过流(负载短路) | | | |
由上表可知，其巧妙的电路设计如下： 在过充电（待释放）和充电过流状态，OD为高电平（M1导通）、OC为低电平（M2关断），充电回路切断，但由于M2体二极管D2的正向偏置，只要P+、P-之间连接负载RL，便形成了一条非正常放电回路，即B+→P+→RL→P-→D2→M1→B-，这为过充电释放创造了有利条件。见下图：
同理在过放电（待释放）和放电过流（负载短路）状态，OD为低电平（M1关断）、OC为高电平（M2导通），放电回路切断，但由于M1体二极管D1的正向偏置，只要P+、P-之间连接充电器，便形成了一条非正常充电回路，即P+→B+→B-→D1→M2→P-，这为过放电释放创造了有利条件。见下图：
3-3、保护板耗电测试：
断开电池与保护板的连接，用电桥测量R1（331）、R2（331）阻值，分别测得为329.97Ω和329.52Ω，以备计算电流之用，见下图：
保护板开路（P+、P-开路）条件下，连接电池和三个万用表，分别测量G1-OD、G2-OC、R1电压，测得G1-OD和G2-OC均为高电平，M1、M2导通，两串电池处于正常状态，测得R1电压为1.8mV，供电电流为1.8/329.97=5.46uA，超过数据手册载明的4uA。见下图：
关断两万用表电源，但仍保持连接，测得R1电压居然减小到1.6mV，供电电流为1.6/329.97=4.85uA，见下图：
断开两万用表连接，测得R1电压又减小到1.3mV，供电电流为1.3/329.97=3.94uA，与数据手册载明的芯片工作电流相当，这才是正确的测试数据和方法，说明测量小电压、微电流时，其它两万用表挂载在保护板上产生了较大影响。见下图：
串接万用表直接测量供电电流，测得两串电池总电压为8.08V，测得供电电流为4uA，与数据手册载明的芯片工作电流一致。在B+与Vdd之间测得R1电压为1.3mV，与上述间接测量值相当，见下图：
同样直接测得R2（VC）电流为2nA，比R1（Vdd）电流小2000倍，且此电流是从芯片流出的拉电流（SOURCE电流），测得R2电压为0（仪表精度不够无法测出），计算流过R2的电流为0，故此电流可忽略不计，见下图：
用数字电源设定0.25A/CC模式对两串电池充电，测得保护板供电电流仍为4uA，见下图：
用电子负载设定0.5A/CC模式对两串电池放电，测得保护板供电电流也为4uA，见下图：
保护板处于过放电（待释放）状态时，保护芯片将大幅降低供电电流。为此断开BAT1，用数字电源设定2.3V/CV模式替代BAT1，使保护板处于过放电状态，测得R1电压为0.7mV，算得保护板供电电流为0.7/329.97=2.12uA，较正常供电电流降低了约一半，与数据手册载明的芯片低耗电模式1.9uA相当，见下图：
综上，保护板的持续耗电为4uA，只有当保护板处于过放电（待释放）状态时，进入低耗电模式，耗电降低到2.12uA。
四、配套锂电池充电模块：
4-1、锂电池充电模块概况：
取出手头已有的锂电池充电模块，它由锂电池充电芯片IP2326构成，电路板最大尺寸长31×宽18×高7.3mm，见下图：
IP2326是英集芯(INJOINIC)公司15W快充的2--3串锂电池升压充电芯片，采用QFN24封装，基本信息如下图：
4-2、充电模块电路原理图：
根据电路板元件布置画出的实际原理图如下，与数据手册典型应用原理图大同小异。
4-3、充电模块充电模式：
参考数据手册，将充电模块的充电模式汇总于下表： | 两串电池充电电压Vbat | 充电电流I | 充电模式 | 备注 | | Vbat＜3.7V | | |
| | 3.7≤Vbat＜6V | | |
| | Vbat≥6V | | |
| | Vbat接近8.4V | | |
| | Vbat=8.4V | | | | | Vbat＜8V | | | |
4-4、充电模块充电参数核实：
逐一核对充电模块主要参数的设定，以避免由于设定不合规导致充电错误，见下图：
3pin用于设定最高（恒压）充电电压，对地开路时设定两串充电8.4V或三串充电12.6V。
4pin用于设定充电电池NTC温度保护功能，对地连接51KΩ电阻时禁用该保护功能。
7pin用于设定充电超时定时器时间，对地连接1KΩ电阻时禁用该功能，超时时间为0。
8pin用于设定输入欠压阈值，对地连接1KΩ电阻时设定阈值4.25V，即输入电压低至阈值时，自动降低输入电流，以适应电源适配器负载能力，避免拉挂电源适配器。
9pin用于设定输入过压阈值，对地连接1KΩ电阻时未设定输入过压阈值。
10pin用于设定充电电池串数，通过连接1KΩ电阻对地开路，则设定两串电池充电。
11pin用于设定充电恒流电流，由两电阻100KΩ和180KΩ并联连接到地，并联电阻为64.29KΩ，充电恒流电流为90000/64.29=1.4A±10%（1.26—1.54A）。
12pin用于设定使能EN功能，通过51KΩ电阻连接到Vin（高电平），表示芯片正常使用，处于非禁用状态。
23pin用于设定充电均衡功能，通过均衡电阻RCB（51Ω）连接到BM，与芯片内部N-MOS管构成分流放电回路，以降低高压电池的充电电流。均衡电流的大小由均衡电阻RCB决定。
结论：除充电恒流1.4A设定太大需减小外，其余参数设定正常，不必再作改动。
4-5、充电模块基本测试：
4-5-1、空载待机测试：
搭建的空载待机测试电路见下图：USB表用于监测、记录输入电压、电流波形。
初始上电约13秒内，红灯常亮，蓝灯熄灭，表明该时段内芯片5pin、6pin分别输出低电平和高电平。过后红、蓝灯以约1Hz频率交替闪烁，表明芯片5pin持续输出高电平，6pin输出1Hz的高、低电平，当5、6pin均输出高电平时，红灯点亮，蓝灯熄灭；当5pin输出高电平、6pin输出低电平时，红灯熄灭，蓝灯点亮。实质是充电模块上电未接电池待机时的异常报警状态，表明充电模块空载正常，可接入电池正常充电。
空载待机状态下测得的USB-C输入电压（黄线）、电流（绿线）波形图如下：
空载未接电池待机时，电池端（B+/B-）电压的测试电路见下图：
空载待机状态下测得的电池端（B+/B-）电压波形图如下：
空载未接电池待机时，电池端B+/BM和BM/B-电压的测试电路见下图：
空载待机状态下测得的电池端B+/BM和BM/B-电压波形相同，见下图：
放大一个周期的波形图如下：
4-5-2、充电测试：
因充电模块恒流设定到较大的1.4A，故用两串18650锂电池测试。开始充电后，红灯常亮，蓝灯常灭。下图是前期充电阶段的瞬态图片，充电恒流达到1.46A（设定计算值为1.4A）。
用温度计监测芯片温升，测温头因空间受限无法置于芯片表面，转而监测2.2uH电感温升，因热滞后现象，当充电电流降至1.18A时，实测电感最高温度50.8℃，见下图：
充电终止后，红灯熄灭，蓝灯常亮。整个充电过程的波形见下图：
放大充电起始区域波形，可看到从空载待机到充电起始，再到短暂恒流充电的三个不同区域，见下图：
放大充电终止区域，可看到充电终止电压和电流分别为8.3922V和168.3mA，见下图：
测试结论： （1）、充电模块正常，可自动控制两串电池充电过程，包括充电启动、充电恒流、充电终止、充电转灯等充电管理。
（2）、充电曲线并不正常，主要是无明显的恒流充电阶段，这与电池剩余电量较多有关，充电起始就跳过了主要的恒流充电阶段，直接进入了充电后期的降流阶段。
五、9V方块锂电池配对与测试：
5-1、两串锂电池试装：
取出散件进行试装，验证尺寸适配，按下图组合可放入外壳，长度方向尚有足够的余量。
5-2、两串锂电池一致性配对：
本质是要求两串电池的充放电速率一致，即动态的充放电容量变化dC/dt一致，现实中不存在两串绝对一致的电池，使用中两串电池的差异也会加大。由于测量dC/dt手段的限制，故两串电池的配对实际上是常规易测的电压（差）、内阻、容量等参数接近性配对。
5-2-1、充电电压等同、内阻接近配对：
取出22节（照片后续展示）残存电压均在3.2V以上的库存电池。电池外尺寸为φ12.6×28.5mm，标注容量400mAH。用数字电源设定4.0V/100mA逐一对其充电至4.0V等电压，见下图：
电池电压充至接近4.0V时，CC模式自动切换到CV模式继续充电，电压不再升高，电流逐步下降，见下图：
充电电流小于10mA时，即可完成一节电池的充电，见下图：
用内阻仪逐一测量每节电池的内阻，并在电池外表记录内阻值，见下图：
将两节电压一致、内阻接近的电池串联配对，在保护板P-焊盘上引出P-引线，组装图如下：
按下图组装，用绝缘棉覆盖两串电池及保护板，以强化绝缘。
将组装好的电池放电到过放电状态，再测量两节电池的电压，以验证两串电池配对的一致性和过放电保护是否有效。
在电子负载上设定放电半电流模式ON；放电电流200mA；放电终止电压5V，用内阻仪检测两串电池的总电压。所谓半电流模式即为二次放电模式，电子负载首先以设定的恒流放电至终止电压，因电池放电终止后的自升压效应，立即再以设定恒流的一半第二次放电至终止电压，二次放电的容量自动累加。
放电过程见下图，放电终止后两串电池电压为0，说明放电回路已关断，过放电起到了有效的保护。因电池处于放电状态和过放电状态，且包含了保护板内阻，故在P+/P-处测得的内阻是错误的。
在过放电待释放状态，测量每节电池的电压和内阻（应在B-处测量）。测得BAT1、BAT2的电压分别为3.7204V和2.9388V，内阻分别为69.28mΩ和64.21mΩ，两节电池内阻较接近，但压差达到了超大的0.7816V，显然BAT2首先过放保护，而BAT1电压正处于放电平台，别无它法，只能随BAT2中断放电。从P+、P-电压为0以及BAT2电压为2.9388V可以看出，保护板仍处于过放电待释放状态，见下图：
结论：按此配对原则，可能用于新购电池尚可，但用于拆机电池至少是欠妥的，上述测得的压差数据不可接受，必须拆除返工，重新配对、组装。
5-2-2、充电电压等同、容量接近兼顾残存电压配对：
按上述方法将拆除的两节电池分别充电到4.0V，再混入剩余的20节电池中，接着用电子负载对每节电池逐一放电，放电参数设定：半电流OFF；放电电流200mA；终止电压3V。见下图：
将每节电池的放电时间和容量记录在案，每节电池按容量大小依次排队，全部22节电池逐一放电耗费了大量时间，见下图：
选取容量接近的两节电池，压差控制在100mV以内。按上述方法重新焊接组装。测得BAT1、BAT2的电压分别为3.6875V和3.6866V，压差为0.9mV，见下图：
5-3、配对一致性测试：
5-3-1、充电一致性测试：
用数字电源对两串电池充电，设定充电终止电压8.4V，充电电流100mA。充至8.05V时测得BAT1、BAT2的电压分别为4.0299V和4.0275V，压差为2.4mV，见下图：
当电池电压接近设定值时，数字电源自动转入恒压CV充电，充电电流减小到10mA以下即终止充电。充电终止前测得BAT1、BAT2的电压分别为4.2002V和4.2146V，压差为14.4mV，见下图：
5-3-2、放电一致性测试：
用电子负载对两串电池放电，放电参数设定：半电流OFF；放电电流100mA；终止电压6V，下图是刚开始放电时的图示，测得BAT1、BAT2的电压分别为4.1580V和4.1707V，压差为12.7mV。
当放电至约7.38V时，测得BAT1、BAT2的电压分别为3.7384V和3.7486V，压差为10.2mV。见下图：
放电完成后，电子负载记录的放电时间为3小时35分47秒，放电容量为338mAH。测量BAT1、BAT2的电压分别为3.2700V和3.2147V，压差为55.3mV，见下图：
结论：采用等同电压的放电容量和残存电压配对原则，两节电池的充放电压差最大值为55.3mV，明显优于等同电压的内阻配对原则，但需花费较多时间和精力。
5-4、保护板过放电（释放）电压测试：
5-4-1、保护板过放电电压测试：
放电终止电压设定4V，开启电子负载，当BAT2电压降至2.4914V时放电正常，当BAT2电压降至2.4861V时放电终止，表明保护板已动作关断放电回路，过放电保护功能正常。见下图：
5-4-2、保护板过放电释放电压测试：
因电池自升压，保护板又立即从过放电状态进入过放电释放状态，P-/BM电压为0，断开电子负载，当电压从0跳变为2.9842V时，保护板已释放，回复到了正常状态，表明保护板过放电释放功能正常。见下图：
5-5、保护板静态导通内阻测试：
保护板处于非充放电正常状态，测得P-/B-之间8205A双MOS管的导通内阻为53.07mΩ，较数据手册载明的最大导通内阻RDS(on)40mΩ大，这应该是测试条件和线阻的综合结果，见下图：
5-6、充电模块充电电流重新编程：
原充电模块充电电流为1.4A，充电倍率达到3.5C，必须大幅减小充电电流，考虑到充电电流降至200mA时，芯片将动态检测电池电压停充，故充电电流250--350mA较合适。
替换电阻为0603封装的270KΩ（274 1%精度），实测270.14KΩ，算得的恒流充电电流ICHG为90000/270.14=333.16mA±10%（299.844--366.476mA）。见下图：
在充电模块上找到100KΩ（104）和180KΩ（184）两颗RISET并联电阻拆焊，见下图：
将270KΩ电阻替换焊接到位，见下图：
六、配套充电模块整体测试：
6-1、充电测试：
按下图搭建充电测试电路，测得BAT2电压为2.8812V，保护板处于过放电待释放状态，USB表显示充电模块的待机电压，充电模块红、蓝灯交替闪烁，见下图：
接通USB表上的USB-C输出接口，保护板即刻释放回复到正常状态，并开始充电，红灯常亮，蓝灯熄灭，电池电压上升，见下图：
当电池电压充至超过8.39V或电流曲线明显开始下降（恒流充电转入恒压充电）时，表明整个充电过程即将终止，见下图：
充电终止时，红灯熄灭，蓝灯常亮，电池电压因自放电下降，并存在约10mA的倒灌电流，见下图：
充电终止后测得BAT1、BAT2电压分别为4.1160V和4.1142V，压差仅为2.2mV，充电后两电池的一致性满足要求，见下图：
整个充电过程的波形如下图，充电时间约1小时19分21秒，充入容量354.51mAH，充电曲线正常。从充电电流（绿色）曲线可知，充电过程分为前、中期的恒流充电和后期短暂的恒压充电，恒流充电后期开启均衡功能。充电实际恒流约为275mA，较编程计算理论恒流333.16mA±10%（299.844--366.476mA）小，这应该是设定的充电恒流超过了数据手册推荐的典型范围0.5—1.5A。
放大充电起始阶段曲线图形，从待机状态转变为充电起始时的电压、电流分别为6.0105V和210.1mA，表明通电瞬间，保护板即刻过放电释放，电压从0V跳变为6.0105V，因充电电压超过了6V，直接恒流起充，符合数据手册大于6V恒流充电的说明，见下图：
放大恒流充电区域内的均衡曲线图形，可看到持续充电了55分01秒时开启均衡功能，均衡持续总时间约5分10秒，均衡开启时的充电电压、电流分别为8.0724V和272.2mA，均衡终止时的充电电压、电流分别为8.1316V和275.3mA，见下图：
放大恒流充电转变为恒压充电曲线图形，可看到持续充电了1小时13分31秒时，恒流充电转变为恒压充电，转折电压、转折电流分别为8.3903V和275.8mA，充电电压几乎不再上升，充电电流逐渐降低，整个充电过程即将终止，见下图：
放大恒压充电曲线图形，可看到持续充电了1小时19分05秒，充电电压达到最大值8.3934V，对应的充电电流已下降到164.1mA，预示着整个充电过程即将终止，见下图：
放大充电终止曲线图形，可看到持续充电了1小时19分21秒，充电终止，对应的电压、电流分别为8.3912V和157.2mA，充电终止电压符合数据手册给出的范围8.4±0.1V。充电终止后仍然连接着通电的充电模块，电池因自放电，电压开始缓慢下降，并有约10mA的倒灌电流从电池流向充电模块，见下图：
6-2、放电测试：
放电前测得BAT1、BAT2的电压分别为4.1203V和4.1181V，压差为2.2mV，内阻分别为80.48mΩ和119.58mΩ（含保护板双MOS管导通内阻53.07mΩ，实际为66.51mΩ），见下图：
放电参数设定：半电流OFF；放电电流100mA；放电终止电压6.000V。笔式万用表监测BAT1电池动态电压，USB表测得的两串电池电压为8.22453V，电子负载实测电压Vo为8.122V，误差值达到102.53mV，放电终止电压由电子负载实测电压Vo控制，故电池将高于设定值约100mV终止放电。见下图：
放电过程中USB表监测到的放电恒流值为108.3mA，较电子负载控制的100mA恒流大了8.3mA。下图是放电持续0.5小时、1小时、1.5小时、2小时和2.5小时的动态参数：
放电终止时的动态参数见下图：
将整个放电过程的各瞬态电参数汇总于下表，以便于观察和分析： | 放电时间(时段)(h) | 起始 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 终止 | | 放电电压(V) | | | | | | | | | BAT1实测电压(V) | | | | | | | | | BAT2计算电压(V) | | | | | | | | | BAT1/BAT2压差(mV) | | | | | | | | | 时段压降(V) | | | | | | | | | 累计放电容量(mAH) | | | | | | | | | 时段放电容量(mAH) | | | | | | | | | 时段容量/总容量(%) | | | | | | | | | 时段容量/压降(mAH/V) | | | | | | | |
结论： （1）、在高压区（8.225-7.657V），电池电压下降了0.568V，释放出了总容量的100/295=33.90%电量，每伏压降释放容量100/0.568=176.06mAH/V。
（2）、在放电平台区（7.657-7.307V），电池电压仅下降了0.35V，释放出了总容量的150/295=50.85%电量，每伏压降释放容量150/0.35=428.57mAH/V。
（3）、在放电陡降区（7.307-6.078V），电池电压急剧下跌了1.229V，仅释放出了总容量的45/295=15.25%，每伏压降仅释放容量45/1.229=36.62mAH/V。
（4）、电池的放电能力（能量密度）主要集中在平台区的7.4V左右，对单节电池而言，即为其标称电压3.7V左右。
（5）、整个放电过程中，两电池的压差小于30mV，配对一致性良好。
（6）、放电终止时，BAT2电压急剧下降，导致两电池压差猛增到538mV，后续的测试发现，BAT2电压又快速自升压，与BAT1电压趋于一致。
（7）、BAT2放电终止电压低至2.77V，故在串联电池组中对每节电池均作保护是必要的。
整个放电过程的电压、电流、容量、能量曲线见下图。放电时间约为2小时57分10秒，与电子负载记录的放电时间2小时57分11秒吻合，放电容量达到319.86mAH，放电曲线正常。与电子负载记录的放电容量295mAH比较，差值为24.86mAH，误差的根源来自于恒流放电电流存在差异。
以下分析造成恒流放电电流误差的原因。电子负载关断时，在USB表与电子负载之间串接万用表，测得电流为24.5uA，见下图：
启动电子负载以100mA放电，测得电流为108.5mA，与USB表测得的电流一致，见下图：
关断电子负载，在电池与USB表之间串接万用表，测得电流为6.1mA，见下图：
启动电子负载以100mA放电，万用表测得电流为114mA，而USB表测得的电流仍为108.5mA，见下图：
上述测试说明USB表显示的电流108.5mA是其输出到电子负载的电流，电池输出的总电流（USB表输入电流）为114mA，USB表分流约6mA，电子负载与控制显示器之间采用无线传送，数据保持一致，均为100mA，因此误差来自于电子负载本身。
实质上电池的放电容量应以电池输出的电流114mA为准，这样电池的放电容量应是114mA×（2:57:10）=114mA×2.9528h=336.62mAH。
放电电压曲线见下图，可分为正常放电和放电耗尽两个区域，持续放电约2小时39分42秒时，电池电压下降到7.2640V，进入放电耗尽区域，之后电池电压急剧下坠至放电终止。在放电耗尽区域内，电池容量所剩无几，两串电池放电到低于7.3V即可认为放电基本完毕。
放大放电起始曲线，可看到放电起始后电池电压突发从平稳的8.2242V跳变为8.1655V，然后进入较平稳的降压放电，见下图：
放大放电终止曲线，随着电池电量耗尽，电池电压呈断崖式下跌，当电池电压降至6.0873V时（电子负载设定放电终止电压为6.000V，实测为5.999V），放电终止，电子负载关断，同时电池电压自升压，约1.5秒内从6.0873V上升到了6.2008V，见下图：
6-3、单节电池充放电测试：
6-3-1、单节电池充电测试：
因无多路仪器同时测量、记录BAT1和BAT2充电电压曲线，只能分两次充电，单独获取BAT1和BAT2充电电压曲线，故两充电电压曲线无法精确对比，仅供参考。
按下图电路对正常放电后的电池充电至满电，用USB表监测、记录BAT1充电电压数据。
得到的BAT1充电电压曲线如下图，充电起始电压、终止电压分别为3.0116V和4.1906V，充电时间为1小时17分04秒。
用上述同样方法，得到的BAT2充电电压曲线如下图，充电起始电压、终止电压分别为3.0109V和4.1943V，充电时间为1小时13分51秒。
将BAT1、BAT2充电电压曲线对准时间横轴合并，以便于同时刻观察、比较两电池充电电压的变化趋势，仅作参考，见下图：
6-3-2、单节电池放电测试：
同样仪器受限，无法同时测量、记录BAT1、BAT2的放电电压数据，只能分别获取单节电池的放电电压数据，用USB表监测、记录BAT1的放电电压数据。
放电参数设定：放电半电流模式OFF；放电电流100mA；放电终止电压6.000V，下图是开始放电的瞬态图片：
放电终止后获得的BAT1放电曲线如下图，放电起始、终止电压分别为4.1382V和3.0465V，放电时间为3小时18分0秒。
用上述同样方法实时监测、记录BAT2放电电压数据，得到的BAT2放电电压曲线如下图，放电起始、终止电压分别为4.1385V和2.8443V，放电时间为3小时15分57秒。
将BAT1、BAT2放电电压曲线对准时间横轴合并，以便于同时刻观察、比较两电池放电电压的变化趋势，仅作参考，见下图：
6-4、均衡功能测试：
6-4-1、均衡工作原理：
由芯片IP2326框图可知，N-MOS管Q11、Q12分别用于电池BAT1和电池BAT2的均衡控制。充电时芯片实时检测两节电池的电压，假设BAT1电压高于BAT2（反之亦然），当BAT1达到均衡开启电压VCBON（4.1V）时，Q11开启，Q12仍关断，由BAT1的均衡电流I1分流充电总电流I0，BAT1的充电电流降为I2，I1流过Q11、RCB发热损耗，且I1=VCB/RCB，I0=I1+I2，BAT2的充电电流仍为I1+I2=I0，使得BAT2能够在相同的时间内充入更多的电量，上升更高的电压，即加快充电速率，从而缩小两节电池的电压差。当两节电池电压均高于VCBON时，Q11关断，I1=0，结束均衡功能。
6-4-2、均衡功能测试：
在充电模块均衡电阻RCB（51Ω）的VBATM（芯片23pin）一端上引出测试红线，测得RCB、引线和USB-C公、母座的电阻共为50.37Ω，见下图：
测试开始前通过单节电池的充放电，故意增加两串电池的压差，测得BAT1和BAT2的电压分别为3.749V和3.125V，压差高达624mV，见下图：
搭建如下图的测试电路，用USB表监测、记录均衡电阻RCB电压数据。
得到的均衡电阻RCB电压曲线如下图，均衡功能共开启了二次。
第一次均衡功能开启时，BAT1、BAT2电压分别充至4.068V和3.98V，压差为88mV，RCB电压跳变为3.90308V。以下抓拍图片存在时间差，数据不能完全匹配一致：
放大第一次均衡区域波形，看到第一次均衡开启于充电约44分40秒时刻，均衡持续时间为8分39秒，均衡开启、关断电压分别为3.9131V和3.9519V，见下图：
继续放大第一次均衡开启、关断区域，看到均衡电压为梯形波（近似方波），并非是恒定直流电压，一个方波的持续时间约为130--140ms。算得最大峰值电流为3.9519/50.37=78.46mA，RCB最大峰值功率=0.07846×3.9519=0.310W，对于0805封装的RCB，其额定功率为0.25W，似乎已超功率运行，但均衡电流为开关电流，平均值远小于78.46mA，故均衡电阻RCB并非要大于100Ω，只要均衡电流平均值小于40mA即可，表明均衡电阻RCB配置51Ω是正确的，见下图：
第二次均衡功能开启时，BAT1、BAT2电压分别充至4.161V和4.050V，压差为111mV，均衡电阻RCB电压跳变为3.99323V。以下抓拍图片存在时间差，数据不能完全匹配一致：
放大第二次均衡区域，看到第二次均衡开启于充电约1小时01分31秒时刻，均衡持续时间为7分57秒，均衡开启和关断电压均为3.9945V，见下图：
继续放大第二次均衡开启、关断区域，看到均衡电压仍为梯形波（近似方波），一个方波的持续时间仍约为130--140ms，算得峰值电流为3.9945/50.37=79.30mA，RCB最大峰值功率=0.07930×3.9945=0.317W，因均衡电流同样是开关电流，平均值远小于79.30mA，故RCB取值正确，不会超功率发热烧毁，见下图：
充电终止后约半小时测得BAT1、BAT2的电压分别为4.150V和4.034V，压差达到较大的116mV，见下图：
均衡功能在充电中一般仅开启一次，只有当两串电池配对一致性较差或电池使用过程中差别较大导致压差增大，才有可能多次开启均衡功能。本测试虽然通过均衡充电，两串电池压差从624mV降低到了116mV，仍超过100mV，均衡效果有限，再次印证了两串电池一致性配对的重要性，单靠此均衡充电是无济于事的。
6-5、静态电流测试：
因芯片使能引脚EN-12pin上拉到+Vin，故充电模块永久处于非禁用状态，在此条件下，测得两串电池总电压为6.61V（低压），静态电流为6uA，考虑到同时挂载电压表、电流表测量微弱电流的干扰和影响，断开电压表，电流表指针无任何摆动，静态电流仍为6uA，见下图：
当两串电池电压为8.17V（高压）时，测得静态电流为17.5uA，见下图：
由此可知，静态电流随两串电池电压改变而变化，电池电压越高，静态电流越大。
七、配套充电器组装：
给充电模块一个安身之处，原则是充电模块与9V方块电池的接插可靠，后续拆装维修方便，塑料外壳保持完好，尽量避免到处开孔。
苦思冥想，仍将9V方块电池塑壳用作充电模块之家，与两串9V方块电池对插充电，简单易行。
将充电模块置于9V方块电池塑壳内，发现塑壳上的USB-C孔位偏差，需作少许位移。裁取尺寸合适的洞洞板，加长拼接充电模块，总长度恰好是9V方块电池塑壳内部长度，这样可以牢靠固定住充电模块，见下图：
采用焊接加固方法拼接，同时将充电模块的B+、B-和BM的三根输出线引焊到洞洞板上，见下图：
90°折弯正极端子金属垫片（因不影响纽扣端子对插，故不必折断），露出中间塑料圆孔，可用于均衡充电对外引线，见下图：
在9V方块电池塑壳端子盖内侧开槽，使得洞洞板端面能牢固卡入两槽内，见下图：
将加长的充电模块塞入9V方块电池塑壳，对准端子盖卡槽合盖，发现USB-C母座金属壳露头，不合规范，见下图：
充电模块处于待机状态上电测试，观察LED灯光效果，红、蓝灯光能穿透塑壳并柔光，外部清晰可见，仅是发光形状不雅，需改进，见下图：
取出充电模块，按下图方式粘贴绝缘泡棉，左侧泡棉用于阻挡LED灯光，改善其灯光形状；右侧USB-C母座下方电路板端面的泡棉用于缩进母座插孔，适当研磨洞洞板端面减小总长度，确保整体电路板卡紧，端子盖又能紧密合盖。
再次组装好充电模块，USB-C母座插孔不再外露，上电待机测试，观察LED灯光效果可以接受。待机指示灯亮灭与上文待机测试说明一致，见下视频：
将端子盖镍片焊接到洞洞板上，中间引出均衡充电的BM引线，引线另一端焊接紫铜鳄鱼夹，见下图：
紧密合盖后用502快干胶点胶固定，共6处点胶，做到密封固定牢靠，后续又可方便拆除，见下图：
对插两串9V方块电池，鳄鱼夹连接电池BM，进行均衡充电测试，因接续纽扣端子防错设计，故正负极不会插错，对插后充电器与电池之间留有间隙，不会压到引出的均衡充电引线。充电中，红灯常亮，蓝灯熄灭，充电终止后，红灯熄灭，蓝灯常亮，正常。充电器和电池上暂时手工标识主要参数，后续再打印、粘贴标签。见下图：
充电后期转灯的视频如下：若进行非均衡充电，则悬空鳄鱼夹即可。
如法炮制，总共制作了四节两串9V方块锂电池和一个配套的两串锂电池充电器，经测试、使用均正常。见下图：
本帖完。
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