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三锂电串联均衡智能化充电器,终于完成!

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发表于 2021-6-4 14:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
做一款锂电均衡充电器的想法由来已久,被各种原因耽搁断断续续的,设计素材到是收集了不少,却始终没有成型的作品。直到最近,由于经常用到多锂电串联应用的情况,于是下定决心,开始行动。
    要做一款带均衡锂电充电器,就要首先确定采用何种均衡方式。如今,市面上对于锂电的均衡充电基本上分为主动均衡和被动均衡两种,其中主动均衡业余条件下制作难度较大,我选择放弃;而被动均衡结构虽然简单,但均衡效果却不尽如人意,于是,我结合两种均衡方式的特点,通过几个月的不断实验和调试,这款3锂电串联均衡智能化充电器终于完成。
    在这款充电器中,主控芯片采用ATMEGA16A,主要是手中有囤货,就地取材而已。充电电路采用典型的pwm驱动方式,由MUC的8位定时器T0产生频率为31.25KHZ、占空比50%的方波,控制功率开关管TPC8103工作于开关状态,输出为电池组充电,充电过程中,当三节电池的电压都大于4.20v时,充电电流开始递减,充电由恒流进入恒压过程,直到充电电流小于设置电流的10%时,充电结束。
    均衡电路的工作原理是:当充电器启动并进入恒流充电过程时,ADC不断的采集三节电池的端电压,并选出最大值和最小值,当最大值和最小值相差大于5mv时,启动最大值相对应的电池均衡电路(根据均衡电阻取值,均衡电流在80mA左右),降低这节电池的充电速率,其他两节电池保持充电速率不变,如此往复,从而保证三节电池的端电压趋于一致。随着充电的深入,当三节电池的平均电压达到4.20V时,充电由恒流进入恒压阶段,而电池的均衡方式也由压差均衡改为超压均衡,当单体电池电压大于4.20V时,启动对应的均衡电路,使电池端电压始终保持在4.20v。

    整个电路制作简单,在元器件的选择上,只要注意电阻全部选择1%精度的,几只电压、电流采样电阻用位数较高的万用表挑选,选择阻值一致的,制作完成,基本不用调试,刷入程序就能正常运行。
    这是实验系统:

    显示界面:

    这是pwm波形:

   这是AD17版的电路原理图





1706568293.jpg
831779495.jpg
130030980.jpg

Sheet1.zip

48.03 KB, 下载次数: 19, 下载积分: 一乐金币 -1

1人打赏

 楼主| 发表于 2021-6-4 14:57 | 显示全部楼层
这是正式打样的PCB:

3s_m16pcb1.zip

1.9 MB, 下载次数: 28, 下载积分: 一乐金币 -1

3s_m16pcb2.zip

1.73 MB, 下载次数: 7, 下载积分: 一乐金币 -1

 楼主| 发表于 2021-6-4 14:57 | 显示全部楼层
这是烧写程序:

3SBAT_M16.zip

6.2 KB, 下载次数: 15, 下载积分: 一乐金币 -1

 楼主| 发表于 2021-6-4 15:02 | 显示全部楼层
PCB一共打样了两次,第一次是实验用,这次是正式版。之所以选择两块电路版的分体设计,是因为现在嘉立创搞活动,5元就可以打样一块小尺寸PCB,这样两块电路板只需要10元,好便宜!果断响应......
 楼主| 发表于 2021-6-4 15:16 | 显示全部楼层
充电器采用单键操作,功能如下:
1、单击:用于设定充电电流,步进105mA,最大设置电流1260mA,步进值12,循环设定。
2、双击:用于清除设置电流值和计时显示值。
3、长按:用于启动、停止充电器。
发表于 2021-6-4 22:27 | 显示全部楼层
下载原理图了,顶一下
客官来玩啊。
发表于 2021-6-5 09:53 | 显示全部楼层
谢谢分享。
发表于 2021-6-5 10:09 | 显示全部楼层
还是组织些套件吧,显示啥的,每个人单独买,要凑齐,邮费占50%了

点评

大部分元器件可以一站式采购到,除了显示屏,我这是很久以前手中留下的几块,囊中羞涩,没办法的事!  详情 回复 发表于 2021-6-7 10:52
 楼主| 发表于 2021-6-7 10:52 | 显示全部楼层
davidtam 发表于 2021-6-5 10:09
还是组织些套件吧,显示啥的,每个人单独买,要凑齐,邮费占50%了

大部分元器件可以一站式采购到,除了显示屏,我这是很久以前手中留下的几块,囊中羞涩,没办法的事!
 楼主| 发表于 2021-6-7 11:04 | 显示全部楼层
这是上一版两电池串联锂电均衡充电器的实验板,均衡充电效果非常完美,整个充电过程中两节电池的压差始终维持在5mv左右。
1718167953.jpg
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