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[其他综合] 请教一下3AG1老师,锂电池充电电路的问题。

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发表于 2019-4-6 11:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
我设计了一个四段式锂电池充电电路:

四段设计

四段设计

第一阶段,预充电:电池电压低于3V时,以100mA恒流涓流充电。
第二阶段,恒流充电:电池电压高于3V时,转为1A的恒流充电。
第三阶段,恒压充电:电池电压达到4.2V时,保持4.2V不变,充电电流逐渐减小。
第四阶段,终止充电:当充电电流小于100mA时,断开继电器,结束充电。

这是仿真结果:

仿真结果

仿真结果

蓝线为充电电流,绿线为电池电压,红线为Q6集电极的电压。
仿真可以通过,实际上是否可行呢?

不过我感觉元件数量还是多了点,不太满意,一时也想不到怎样优化。
所以想请教一下3AG1老师,看看能不能改进一下,尽量减少元件数量。

手头上只有常见的三极管、TL431、LM358、LM324。

另外,如果我不需要那么复杂的功能,仅仅需要恒流限压。
关键是要求充电电流不能随着电池电压升高而逐渐减小,而是一直恒流到4.2v再减小。
这个帖子的3楼那样,如果输入电压能再高一点应该没有问题的,
而在5V输入的情况下,取样电阻上的0.6V加上三极管的饱和压降,总压降已经达到1V,这时接近4V的时候已经不恒流了。
三极管的饱和压降没办法改变,所以只好从降低恒流部分压差入手。
用LM358来做恒流比较简单方便,不过只使用它的一半感觉有点浪费。
我就在想,能不能只用TL431来实现恒流恒压。
结果我目前能想到的最少得用三个TL431,如下图:

431_only

431_only

如果只能用一到两个TL431,配合分立元件能否实现低压差恒流限压充电呢?
发表于 2019-4-7 12:39 | 显示全部楼层
电路太复杂,1A 以下的小容量锂电池充电直接用专用芯片就可以了,价格也不高。

低成本分立件充电电路,也可以用以前讨论过的那个电路改一下:
https://www.yleee.com.cn/thread-47861-1-1.html

点评

以前那个电路电池接在NPN发射极,充电电流会随着电池电压升高而逐渐减小。 不太清楚要怎么改,要做到低压差恒流限压,我感觉电池应该要接到集电极才行。  详情 回复 发表于 2019-4-7 16:59
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 楼主| 发表于 2019-4-7 16:59 | 显示全部楼层
3AG1 发表于 2019-4-7 12:39
电路太复杂,1A 以下的小容量锂电池充电直接用专用芯片就可以了,价格也不高。

低成本分立件充电电路, ...

以前那个电路电池接在NPN发射极,充电电流会随着电池电压升高而逐渐减小。
不太清楚要怎么改,要做到低压差恒流限压,我感觉电池应该要接到集电极才行。

点评

要麽用这个帖子里的25 楼电路改一下: https://www.yleee.com.cn/thread-55853-2-1.html 电池电压低于3V ,小电流充电,电池电压高于3V 时,转为1A 的恒流充电。[/backcolor]  详情 回复 发表于 2019-4-7 21:57
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发表于 2019-4-7 21:57 | 显示全部楼层
1413399367 发表于 2019-4-7 16:59
以前那个电路电池接在NPN发射极,充电电流会随着电池电压升高而逐渐减小。
不太清楚要怎么改,要做到低 ...

要麽用这个帖子里的25 楼电路改一下:
https://www.yleee.com.cn/thread-55853-2-1.html

电池电压低于3V ,小电流充电,电池电压高于3V 时,转为1A 的恒流充电。

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我参考了(https://www.yleee.com.cn/thread-55853-2-1.html)的25楼, 和(https://bbs.yleee.com.cn/thread-34870-3-2.html)的54楼, 电路改成了这个样子: [attachimg]412915[/attachimg] 输出端短接电流约  详情 回复 发表于 2019-4-29 15:28
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 楼主| 发表于 2019-4-29 15:28 | 显示全部楼层
3AG1 发表于 2019-4-7 21:57
要麽用这个帖子里的25 楼电路改一下:
https://www.yleee.com.cn/thread-55853-2-1.html

我参考了(https://www.yleee.com.cn/thread-55853-2-1.html)的25楼,
和(https://bbs.yleee.com.cn/thread-34870-3-2.html)的54楼,
电路改成了这个样子:
恒流限压充电.png
输出端短接电流约为1A,恒流正常。
测BAT+和BAT-两端,空载电压为4.22V,接上47uF后,电压降到4.19V。
我把R8改成150欧,恒流值调到500mA,然后接上4V的锂电池。
一开始红LED亮,过了几十秒,红绿LED同时亮,又过了一小会,闻到焦味,红LED亮,此时已无电流输出,用手摸Q1很烫手,不能一直摸。关掉电源把Q1拆下来测量,发现CE结开路,BE结开路,CB结短路。
想不明白为什么Q1会损坏,按道理此时的Q1的功耗只有0.5W,不接散热器应该也没问题。

Q1损坏是什么原因造成的呢?是不是电路本身哪里有问题?


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电路自激了吧? 下面那个运放的IN- 你直接与输出负连接,相当于C2 直接接输出地,运放输出端如果接容性负载很容易自激振荡。 振荡状态下通过Q1 的电流会很大,烧毁就不奇怪。  详情 回复 发表于 2019-5-3 20:01
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发表于 2019-5-3 20:01 | 显示全部楼层
1413399367 发表于 2019-4-29 15:28
我参考了(https://www.yleee.com.cn/thread-55853-2-1.html)的25楼,
和(https://bbs.yleee.com.cn/t ...

电路自激了吧?

下面那个运放的IN- 你直接与输出负连接,相当于C2 直接接输出地,运放输出端如果接容性负载很容易自激振荡。

振荡状态下通过Q1 的电流会很大,烧毁就不奇怪。
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发表于 2019-5-3 20:02 | 显示全部楼层
加上一个电阻试试:

恒流限压充电.png
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发表于 2019-5-3 22:04 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 wulishui 于 2019-5-3 22:11 编辑

我都佩服你,能想出这么复杂又功能蛋疼的电路来。你去看看TP4056的方框图,它就一个参考源,4.2,4.05,2.5通过一串电阻分压得到,通过3个比较器去控制逻辑电路。一块5毛钱的山寨TP4056充电板都很可靠啊!
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发表于 2019-5-3 22:08 来自手机 | 显示全部楼层
要实现这个功能,需要用脉冲充电。我设计过一个电路,不过我懒,一直没做过。单锂电池又何必这么找麻烦,用现成的Max1879,花几块钱而已。我是需要充任意电压的电池才不得已设计脉冲充电。
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