锂电池三段式简单充电电路

锂电池三段式简单充电电路,Li-Ion battery charger

        刚开始的电路构思是：

     1.   我用一片339（电压比较）和一片393（状态指示）再加上431（基准）组成了三段式的2S锂电池充电电路（18650锂电池，4节，2并2串组成8.4V电池组，外带一片2S的保护板），预充和涓充都为1/20C电流（可以根据实际情况设定相关的电阻值），标准充电为1/10C--1/8C，另外还设了一挡手动选择的中速充电，充电电流与标准充电电流是一样的，只是叠加在标准充电上，预充和涓充时的电流不变，原来切换到标准充电时变成了标准充电+中速充电（两倍的标准充电电流）。电流的取样和大小变化是靠切换限流取样电阻的阻值大小来实现的（比较器的参考基准电压不变），控制管用MOS，型号是T70N03，Ron只有6毫欧，压降可以几乎不计，精度可以控制在+/-5-10mA左右并且设有温度补偿电路，充电时5.6V-7.5V为预充、7.5V-8.3V为标准充电或中速充电、8.3-8.45为涓充，充满后用继电器切断电池与充电器的连接。指示灯用三脚RG的双色LED，电路的原型已经搭出来了现在在测试性能，准备用LM3915来做10段电量显示。 电源是用TOP232Y做的，输出电压8.5V1.2A，CC/CV结构，控制IC：LM358+TL431 。CC/CV的控制方式是直接将电流的控制信号反馈给TOP,由TOP输出电压的变化及限流取样电阻上的电压反馈信号来恒流.并始终保持电源的输出电压=电池两端的电压+限流取样电阻上的压降(不论充电电流大小,该电压始终为0.1V+/-0.01V),直到电池充满,并切断电池与电源的连接.

补充：后来电压比较用了LM358，目的是为了更好的配合外围的充电状态指示电路，因为LM358有电流驱动能力，而339/393只有拉电流，外围电路的比配比较麻烦，只是LM393/339的控制精度要比358来得高，毕竟是专用的电压比较器，358的控制精度问题只有提高电阻的分压精度来实现了。

       2.  在我的电路里MOS管是控制限流取样电阻的并联阻值的,现在测试电路的参数为:预充和涓充其实是一样的,电阻用了1欧1/4W,电压比较器上的基准电压0.11V,对应电流0.11A(电阻的阻值由偏差时电流大约0.1A),功耗0.0121W,当控制电路要提高电流时(标准充电),MOS管饱和(T70N03,30V70A,Ron:3毫欧)并联上一个0.5欧的电阻,此时限流电阻的阻值为0.33欧,对应电流0.33A,功耗0.0363W,当充电电流设到中速时,此时限流电阻的阻值为0.2欧,对应电流0.55A,功耗0.0605W,中速充电的控制与标准充电的控制电路、取样电阻是一样的,所以消耗在电阻及MOS管上的功耗很小，可以忽略不计，所以相对效率也就提高了，由于我的电池电流小只有1800mAh/节,并联后也只有7.4V3600mAh，所以没有测试更大的电流，但我的电源最大输出电流可以上到2.5A（变压器是EFD20，TOP232Y的最大输出功率为25W），我可以采用电子负载来测试更大电流时的参数，但也是短时间的，毕竟原来的设计最大功率只要6W就足够了。

    3.  我现在的电路问题是充电过程中如何利用一个双色红绿LED、一个白色的LED和一个兰色的LED更好的更明了的指示充电状态：预充（橙色）、标准（绿色）/中速（绿色加白色）、浮充（兰色）、停止（红色），三段控制用的是2片LM358，3/4的运放作为CC/CV的比较和转换，1/4作为充电继电器的延时切断控制。电量指示原来想用LM3915N做10段显示的，但是后来发现它的电压比较不是线性的，故只有用两片LM339做7段电量显示，余下的1/8比较器做停止充电显示（6-8.4V串联分压比的电阻值算的我要命，都用到方程式了，要知道数学是我的绝对弱项），串联分压比的电阻值算出来后都是非标的，于是就买了8个3382的精密多圈可调电阻来做（7个1K和1个47K，对地衰减电阻是固定的10K）电路现在正在调试的尾端，等电路确定下来就准备将电路搬到PCB的图纸上面去了。

   4.   还有一个问题始终得不到很好的解决，就是电源的开关电路，本来想用单轻触键+MOS的电路来实现开关机的，但是电路会因为按键的时间长短而出现间歇振荡，而控制电路又是单片机的，电源电压不稳定会引起复位不良而导致死机，以至于现在我都想直接用一个耐拨的小开关直接控制MOS的通与断了，反正电池接有保护电路板，输出过流、欠压都会自动关闭的。

设想：如果上述的三段式简易充电的电路工作稳定的话，实际上可以通过多档位的选择开关来选择充电电池的电压和充电电流，再配以宽范围、大电流可调的串联式的DC-DC电源，那样的话这个电路就是一个宽范围、多选择的充电器了。