制作一款高精度四段式铅酸电池充电器

barracuda

免维护铅蓄电池估计使用得最广泛，优点就不多说了，关键是寿命问题令人头痛，可以说，免维护铅酸的娇气程度堪比锂电池，免维护铅酸设计寿命一般是3-5年，300-500次深循环，但实际应用中，很多电池只用1-2年就完蛋了，虽说放电不当会严重缩短电池寿命，但是充电不当对电池的损害不亚于放电不当的损害。前一阵子做了一个开关电源的充电器，几个月下来，发现它缺点不少，用它充电的电池，用几个循环下来就必须均衡充电一次，它已经不适合再继续服役了，再做一个精密型自动充电器，取代它的位置。
这个充电器的核心是德州仪器公司生产的UC3906，铅酸蓄电池充电控制器，功能强大，由于功率不大，没有采用开关电源的方式，直接工频变压器降压，线性调整。
充电过程采用四段式充电，这应该是最适合铅酸蓄电池的充电方式：第一段是预充电，如果电池过放电，充电器会先以10mA左右电流为电池充电，当电池电压上升到启动电压10V时，进入恒流250mA充电阶段，这是第二段，在此，电池被恒流充电，当电压上升到电压达到转折点电压时，转入第三段恒压限流充电，这时电池电压不断上升，充电电流不断下降，电流下降到转折点电流25mA时，充电器转入第四阶段，浮充电，这时电池就算充好了，如果不急用，可以长期挂在充电器上，不会过充电。
其参数如下：
输入电源电压：220V
电池参数：12V 1.3Ah
预充电电流：<=10mA
充电启动电压：10V
最大充电电流：250mA，预留500mA和750mA条件
恒压转换电压：14.25V
恒压充电电压：15V
恒压终止电流：25mA
浮充电电压：13.8V
这是电路图，采用官方线路，基本没有修改

绘制线路板，采用热转印的方式

腐蚀好了

清洗，打孔

开始上元件，元件不多，先从SMT的开始
由于计算出的采样电阻不是标准阻值，所以需要很多电阻串联获得
70K的是68K+2K，19K的是16K+3K
设计PCB时专门设计了既可以安装直插式电阻，也可以安装SMT电阻
这样会很方便

然后是直插器件，从矮的开始



大电流走线镀锡处理

这就是今天的核心
UC3906集成电路，这么个小玩意35块钱
我至今没见过哪款充电器采用这个芯片
听说除颤仪里好像有，专门为卷绕式铅酸电池充电的
那种电池一节就要近200块钱，必须要有好充电器

装上

调整管，采用的是很常见的2SA940，最大750mA电流用它完全没问题

线性充电电路在工作中会产生很大热量
所以调整管需要装上散热器

最后是滤波电容

请注意这个跳线
UC3906的充电电流是靠外接的电流采样电阻决定的
目前还不需要很高的电流，所以只安了一个采样电阻
旁边还有两个空位
安上三个电阻后，充电电流是750mA
如果需要改变电流，只需要动跳线帽就可以了
设计三档电流250mA，500mA和750mA

做好的线路板底下

这是与之相配的变压器
220V/18V 20VA
满载可以出1.1A左右，桥式整流后输出电流是输入交流电流的0.75倍左右
按这样计算变压器最大1.1A输出，那整流后输出最大就是0.825A，因此，750mA的最大设计电流不会使变压器过载
这个变压器是拆机的，质量不错，750mA充电4小时以后摸它，仅仅是温的

barracuda

用前些天自制的电压表校正浮充电压，这个电压很关键
如果有偏离，对电池的损伤非常大。当然，这是指那些需要长期浮充运行的电池
如果是短时间，问题不大
浮充电压：13.8V，12V铅酸电池的标准浮充电压

接入变压器和电池进行充电试验
运行良好


外壳找了一个垃圾监控电源的铁盒
里面的芯子一塌糊涂，拆零件用了

就是为了配合这个盒子，PCB才做得那么大，正经要
一半就够了

先安变压器

然后是线路板，事先仔细测量了安装孔距，这样做出来的
板子对位相当精确，只有一个孔用锉刀稍微修整了下


使用测试：充电对象是12V 1.3Ah的密封免维护铅酸蓄电池，400mA放电至10.5V，接本充电器充电，约6小时后充满指示灯点亮，测量电池端电压13.9V，电流17mA，再过一小时测量电池端电压13.9V，电流降至7.2mA，已经小于0.01C，充电完成。13.9V就意味单格电压是2.32V，低于电池的析气电压2.35V，前期的恒流+恒压充电保证了电池能够充满，后期浮充电能够恒定在析气电压以下，长时间充电电池也不会失水。
最后是PCB图，仅供参考

ultrafree

very good！UC3909是脉冲充电的

ultrafree

xd，能不能提供一下pcb文件，这个UC3906我当年买过拆机的，找找我也做一个

07@20

好文章收藏了没想到这个芯片这么贵

无锡银鱼

有除硫就更好了

jatn112

技术贴方便发个PCB上来吗？等我山寨一个。

wblqx

不错的设计.看来还是热转印最方便.

fwj59

热转印的真好

snjlovelx

有没有大一点的电流啊  我要冲80ah的蓄电池