充電器DIY:自製智能鎳氫電池充電器
發布時間:2013-08-03 責任編輯:eliane
【導讀】市(shi)麵(mian)上(shang)的(de)充(chong)電(dian)器(qi)種(zhong)類(lei)繁(fan)多(duo),讓(rang)人(ren)眼(yan)花(hua)繚(liao)亂(luan),一(yi)不(bu)小(xiao)心(xin)買(mai)到(dao)劣(lie)質(zhi)充(chong)電(dian)器(qi),還(hai)有(you)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)爆(bao)炸(zha)危(wei)及(ji)人(ren)身(shen)安(an)全(quan),與(yu)其(qi)煩(fan)惱(nao)找(zhao)不(bu)到(dao)合(he)適(shi)的(de)充(chong)電(dian)器(qi),不(bu)如(ru)自(zi)己(ji)來(lai)動(dong)手(shou)DIY一個吧!一起來看看DIY高手如何自製智能鎳氫電池充電器。
手裏一大堆鎳氫電池和鎳鎘電池,但苦於沒有合適的充電器,最近看上了美信出的鎳氫電池專用充電管理芯片DS2711,決定用它來DIY一個。
DS2711功能很好很強大,它適用於對一至兩節AA或AAA NiMH和NiCd電池充電,能夠識別一次性堿性電池,並避免為其充電。此外,它還能識別鋰電池或損壞的NiMH或NiCd電池,並避免為其充電。它采用線性充電控製方式:先對深度放電的電池進行預充,之後進行快速充電,采用負Δ電壓(-ΔV)判據結束快充。然後充電器進入輔充(top-off)模(mo)式(shi),最(zui)後(hou)是(shi)保(bao)持(chi)模(mo)式(shi),並(bing)一(yi)直(zhi)持(chi)續(xu)到(dao)電(dian)源(yuan)斷(duan)開(kai),它(ta)還(hai)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)電(dian)壓(ya)和(he)溫(wen)度(du),一(yi)個(ge)可(ke)調(tiao)節(jie)定(ding)時(shi)器(qi)用(yong)於(yu)保(bao)證(zheng)安(an)全(quan)和(he)輔(fu)助(zhu)結(jie)束(shu)充(chong)電(dian)。有(you)兩(liang)個(ge)可(ke)編(bian)程(cheng)的(de)LED輸出端口顯示充電狀態以及設定工況。DS2711既可對一至兩節串聯的電池充電,也可對兩節並聯的電池充電。芯片會對每節被充電的電池單獨進行檢測和控製。
著手準備,首先得讀懂DS2711的DataSheet,說實話特別不好讀懂,到現在也沒完全搞明白,隻能先搞個大概,然後理論聯係實際,一邊試驗一邊來。
確定電路圖,DS2711有三種工況:1節電池,兩節電池串聯,兩節電池並聯。其中串聯充電比較麻煩,不予考慮;還是用並聯方式,既可以一節電池,也可以兩節電池。
采用數據手冊中推薦的官方線路,這個芯片很怪,充電電源是一個恒流源,然後靠控製開關來起作用。
不過這個很簡單,一個LM317(後來換為LM1117低壓差三端穩壓)加(jia)一(yi)個(ge)電(dian)阻(zu)就(jiu)搞(gao)定(ding)了(le)。還(hai)有(you)兩(liang)個(ge)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu),因(yin)為(wei)手(shou)冊(ce)中(zhong)對(dui)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)要(yao)求(qiu)比(bi)較(jiao)苛(ke)刻(ke),原(yuan)型(xing)號(hao)很(hen)難(nan)買(mai)到(dao),因(yin)此(ci)暫(zan)時(shi)不(bu)用(yong)溫(wen)度(du)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng),但(dan)預(yu)留(liu)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)接(jie)線(xian)位(wei)置(zhi)隨(sui)時(shi)可(ke)以(yi)安(an)裝(zhuang)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)。

這是DS2711芯片,SSOP-16封裝

這種封裝還是使用轉接板吧,自己做板容易做壞掉


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製作主體線路板,首選熱轉印

腐蝕

清洗,打孔,塗一層鬆香酒精做保護

先從最矮的SMT元件開始

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然後是直插元件

芯片最後上

主體電路大致完成,先不安恒流源部分,用限流電阻代替。接通5V電源,找了節工包電池試驗。接通電源,所對應通道的充電指示燈亮起,測量電流,充電正常,黃色的是電源指示燈。

裝上恒流源電路,起初用的是LM317,就算完工了

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背麵

做好的成品

白色的是接電池的,邊上兩個小的,是接熱敏電阻的,不接也可以正常工作。恒流源最初用的是LM317,後來發現如果5V供電時,317兩端電壓小於其最小壓差,因此換成了LM1117,這是低壓差穩壓。雖然隻有800mA輸出能力,但是測試發現,稍微過載也沒問題。

自製智能鎳氫電池充電器調試:
調試用了好幾天,測試充電對象分別為1500mAh舊鎳鎘電池,1300mAh舊鎳氫AA電池,800mAh新AAA鎳氫電池。關於DS2711的設置,充電定時器設定為5.5小時,也就是充電如果超過5.5小時,DS2711會自動切斷電路。
電池檢測是最頭疼的,設置低了,舊電池不能被很好的區分;設置高了,新電池也會被拒絕充電。最後參考MAXIM的官網上一篇利用DS2711區分電池的應用筆記,決定設置電池檢測閾值為170mΩ,還算可以。
恒流源設置為提供0.833A的恒定電流,DS2711設置為雙電池並聯工況時,對每節電池充電的開關占空比是48.4%,也就是說,快速充電時,每節電池的平均充電電流是0.833AX48.4%=0.4A,這個電流對於800mAh的小鎳氫確實大了,但是對於1500mAh以上電池就沒問題。
經過不斷調試,最終確定各項參數:
輸入:DC5V或AC6-9V
最大充電電流(單節):0.4A
最大充電時間:5.5h
特殊功能:電池溫度檢測,電池內阻檢測
電池內阻閾值:170mΩ
自製智能鎳氫電池充電器使用:
采用DC5V直流供電,充完全放空1500mAh鎳鎘電池約4小時充滿,充1300mAh鎳氫電池約3小時充滿,充800mAh鎳氫電池2小時多充滿。對於800mAh電池,0.4A電流有些過大,因此電池發熱比較嚴重。其餘電池一切正常,充滿電後,該路指示燈自動熄滅。
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