简单易做的12V锂电池平衡充电器

lxd1954

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锂电池新的时候往往很好用，但随着飞行时间的延长，各片电池间的差异会加大，为了尽可能延长锂电池的寿命，故一定要考虑使用平衡式充电器进行充电......
最近参考电子报刊登过的电路，自制了一台简易锂电池专用平衡式充电器，使用效果不错，基本电路很简单，比较适合“米”少的模友自制。现将制作过程中拍的一些照片贴上来，供有兴趣的模友参考......
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1、一时找不到合适的外壳，干脆动手做一个。制作“工程”开始啦......这是找来的一些铝型材边角料......






2、图中上方的型材做机壳的前后外框，下边带槽的型材做机壳的边条......






3、经过一番“折腾”后，机壳框架完工了，前后面板也做好啦......






4、用1mm厚的铝板，弯制出上下盖板，下盖板钻出散热孔，再喷点漆......






5、装好盖板，拧上4个橡胶底脚......






6、看看机器的后板，用了3个LM350稳压块，每路是独立的，所以一定要垫上云母片哦！......






7、由于电路过于简单，就不另做电路板了，用这种万能电路板直接连线就行啦！......






8、看看为数字面板表供电的5V稳压板已做好了......






9、下图就是稳压、恒流主电路原理草图......相同的电路要做3个哦！......






10、这是面板开关及内部的接线草图......






11、三端稳压器LM350的管脚图......






12、用康铜电阻丝制作三个取样电阻（R*）......
（随便找三个2W以上功率的电阻作骨架，阻值随便，几K、几十K、几百K，只要3只一致就行）






13、主电路板焊接完成啦......






14、贴张近的图看看，板上装有三路相同，但互相独立的电路......






15、转个角度看，用了桥堆做整流，虽然体积大了点，但机内有地方，不怕装不下......






16、将焊好的主电路板装进机内，观察一下......还不错，位置正好！......






17、进行电路调试，每路输出电流设计为900mA-1A范围内，要确保三路电流都一样！所以这一步调整稍微麻烦点。调整时，可将输出端直接短路，同时观察电流数值，如有偏差，只能调整取样电阻R*的阻值，我用电阻丝自制这个电阻，其目的就是为了调整较为容易（改变电阻丝的长短即可）......






18、再将输出端空载，调整可调电阻W，将稳压值调到4.3V。每路调到一样！特别要注意：锂电池的上限电压不能超过1%！也就是说，一定不要超过4.343V！！！......（调整时最好用4位半数字表，并且一定要准确！我的这块表是经过广东省计量中心检验并校准过的，所以用起来很放心！）......






19、机器调整工作全部完成！接上锂电池组充充看，一切OK！大功告成啦！......






20、按下最左边的按钮，此时数字表显示的是电池组中A片电池正在充电中的电压......






21、按下左边第二个按钮，此时是B片电池的电压......






22、按下第三个按钮，是C片电池的电压......






23、按下最右边的按钮，显示三片电池串联的总电压......






24、至此，自制简易平衡式锂电专用充电器的“工程”已全部完成！现已投入正常使用中，哈哈！效果还不错哦！...... :em24:  :em24:







25、用这个充电器充好的锂电池，飞了一轮我自制的轴传动、尾变距的小电直（约8分钟），感觉挺爽！落下来接着再充电............差不多快充好啦，从图中可观察到，中路的LED已经基本熄灭了，说明电池组中间的一片（B片）已充好了，两边的还在充电，不过也快好了，LED已明显变暗啦......




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衷心希望此帖------能为对此话题感兴趣的模友带来一点点帮助......


lxd1954  2004年9月14日

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严重更正！！！......

该平衡充电器做好后，就发现输出电压设置偏高了！后来又查阅了有关资料，确认锂聚合物电池单片充满后的电压应为4.2V！！！！
随后便将三路电压都调整为4.2V啦！至今已使用快半年了，很好用，我的锂电都用它来充电。
锂电池手里有十来组，其中有“爱上模型”贾志强的电池，还有“狂模”的电池......全用这台充电器，效果确实挺好！
充电器看来做一台不够用，有时间还要再做一台才行！......

lxd1954  2005年3月22日 :em23::em23::em23:

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[ Last edited by lxd1954 on 2005-3-22 at 23:49 ]

[ 本帖最后由 lxd1954 于 2006-1-14 06:01 编辑 ]

lxd1954

更正：第9张图---原理草图中R*公式下面的说明写错啦！
正确的应为------例如：设Iout为1.25A，则R* = 1Ω。
                  或：设Iout为1A，则R* = 1.25Ω。
lxd1954

lxd1954

特别说明：
4位互锁按钮开关一次只能按下一个按钮，绝对禁止两个以上按钮同时按下！！！！
lxd1954

shouldbe

我是第一个读者！呵呵。喜欢看刘老师的帖子。TL431是个非常好的电路，应用非常灵活。

shouldbe

电路看明白了。LM350是恒流控制。它的公共端和输出引脚（即R*两端）之间保持1.25V电压。这样只要改变R*的阻值就能改变恒流值。而TL431是恒压电路。输出电压不到4.3V时，TL431的1、2脚之间截至不起作用。当输出电压达到4.3V时，TL431开始导通并分流LM350公共端的电流到地，强行将输出端电压钳制在4.3V的水平上。BG1是充电指示电路。利用R*上1.25V的压降减去0.1－0.3V的基极、发射机偏压，得到0.9V－1.1V的电压加载在100欧的基极电阻上，获得10毫安左右的基极电流，驱动BG1导通，发光二极管发亮。当充电器进入恒压状态时，随着充电电流的下降，R*上的电压随之下降，BG1基极、发射机电压也下降，基极电流下降，发光管逐渐变暗。知道R*上电压下降到0.3V以下，BG1截至，发光管熄灭为止。
电路设计的很巧妙。尤其是用TL431来稳压。比用2个LM350（一个恒压、一个恒流，也可以用LM317等可调稳压器）的设计更小巧紧凑。

shouldbe

有几个问题想请教刘老师：
1.为什么恒压的电压要到4.3V？锂电标称的值应该是4.2V。充到4.3V是否是为了最大限度的增加充入的容量？我担心这样会让锂电过充。
2.有没有什么办法做大电流的取样电阻，比如30A的取样电阻。当然取样电压不是1.25V，而是0.3V甚至更低。取样电压是经过运放放大再输入稳压控制电路的。因为阻值太小（大约在0.01欧左右），市售的成品电阻中无法买到（最小0.1欧姆），也很难并联获得（至少10只0.1欧姆并联，体积太大）。不知有什么办法没有。

唐山大兄

欢迎DIY原创,虽然我没看懂!

长庚明月123

请教大家； 看了半天觉得电路有问题； 恒流部分实现， 看来是应用LM350 输出端和调整端恒压1。25V， 取样电阻恒定， 输出恒流的原理。 可电路里面， LM350调整端和输出端连接的除取样电阻外， 还有一个470ohm 电阻； 是不是画错了， 350 调整端是接到 V out 端的？         这样也合理，恒流没问题； TL431阳极不接到350 调整端也是一样起到稳压作用。
请教

cqrz

呵呵,我也觉得楼上的有道理,恒流部分图上可能有误.

shouldbe

瞎说两句：
假设流过R*的电流是I1，流过470欧电阻的电流是I2，流向锂电的电流是IL。那么根据电工学中的节点分析法，流入节点的电流之和和流出节点的电流之和相同，即I1＝I2＋IL。假设LM350输出端电压是Vo，锂电充电时电压为VL，则LM350公共端电压为Vo－1.25V。推算出：IL＝I1×（R*＋470）÷470－1.25÷470。因为470电阻远大于R*，所以IL约等于I1，即负载电流大约与流过R*的电流相当。流过470欧姆电阻的电流大约为1.25÷470＝2.66mA。

lxd1954

shouldbe对电路原理的论述非常好，看来你的电子线路基础很过硬哦！
锂聚合物电池为4.2V±1%......（帖中电压高了，已做更正）
该电路的主要特点是---简单......
该电路称为限压、限流电路可能更准确......
lxd1954

[ 本帖最后由 lxd1954 于 2006-2-19 06:51 编辑 ]

长庚明月123

我也大概整明白了， 可惜我专业无线电毕业的了：（ 流经470ohm电阻的电流很小， 因此压降小， 可以认为电池上电压等同与350 的调整端电压；
我就不理解， 为什么350 调整端直接接输出端； 而TL431 不是照样起到稳压作用吗； 电压低时当他不存在，恒流工作； 电压达到峰值时，取样电压超过参考， 阳极阴极导通，起到稳压作用； 431 的典型应用啊
谢谢指导

rusipi

我怎么看不见图？

rcstar

真是高人啊！

mhgca

请问BG1的型号?谢谢

lxd1954

mhgca  在 2005-3-24 21:39 发表:

请问BG1的型号?谢谢

图中已标注啦-----3AX31（PNP锗管）

只要是锗管，β＞20以上、耐压十几伏以上、电流几十毫安的都行。
3AX25、3AX7、3AX71.........此类管子现在恐怕不好找啦......

要求漏电流越小越好！！！

PNP硅管不要用！起始电压太高了......

mhgca

谢谢!

lym0610

shouldbe  在 2004-9-14 03:49 PM 发表:

有几个问题想请教刘老师：
1.为什么恒压的电压要到4.3V？锂电标称的值应该是4.2V。充到4.3V是否是为了最大限度的增加充入的容量？我担心这样会让锂电过充。
2.有没有什么办法做大电流的取样电阻，比如30A的取样电 ...

中国市场上就不知有没有0.01的电阻,但这样的电阻就一定有,因为我在用,不过我用的是日本运来的

icefire

这种方式应该叫3路独立充电吧？ 好像和平衡充电的原理不同。不过效果应该是一样的。

刘老师，提个建议，如果增加预充电功能就好了。
就是当电池深度放电后，刚开始充电时用0.1c以下的小电流冲电一段时间，等电池电压回升到3v以上后转到正常冲电。
这样对电池比较好。

wwk1996

原帖由 icefire 于 2005-3-28 10:42 发表
这种方式应该叫3路独立充电吧？ 好像和平衡充电的原理不同。不过效果应该是一样的。

刘老师，提个建议，如果增加预充电功能就好了。
就是当电池深度放电后，刚开始充电时用0.1c以下的小电流冲电一段时间，等电 ...

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