jiamu8 发表于 2015-4-1 16:59

闲的00疼,30元电钻充电回路分析

本帖最后由 jiamu8 于 2015-4-3 12:06 编辑

下午实在没事做,分析了充电回路,写出来给大家看看

先借用 数码 火山海客 的电路图。谢谢,图画的太好了



这个充电钻大概是8年前设计的,还没有便宜的锂电池充电芯片,所以用锂电池保护IC DW01 做了一个充电控制电路
主要有输入二极管D2,电阻R400,MOS管IC2,电阻R8,U2 DW01组成。这几个元件串联组成了一个限流超压关断的充电电路。
DW01标准应用电路5,6脚直接连电池,充电保护门限值是4.30V,也就是5脚6脚之间检测的电池电压超过4.30V,控制脚3输出低电平,关断MOS管切断充电回路
而充电钻的充电回路中锂电池和R400、R8电阻串联接到DW01的5,6脚,也就是充电过程中两个电阻的电压和电池电压加起来超过4.3V,DW01就翻转,切断充电回路,充满指示灯绿灯亮,充电指示灯红灯灭。

仔细分析一下原机的充电电流,设计的很有特点,用最简单的方法实现了可靠充电。
在充电初始阶段R400 D2 R8 限制了最大充电电流 ,充电电流随着电池电压上升慢慢减小,当电池电压接近4.2V,只要有充电电流,两个限流电阻上的压降决定了停充点,所以电池不会充过4.2V
合理调整原机充电回路元件参数,就可以不增加充电板等元件用最小的改动保留原机指示灯功能,用普通5V充电器可靠快速充电。

经过试验,
首先短接R400,
R8 不动,
5V输入的情况下充电电流300mA,电池充满时,R8上的压降超过0.1V,也就是100mA时停充。

大电流充电方案:R8并联0.5Ω电阻,总电阻0.33,最大充电电流1A以上,300mA停充,这样就可以用2A的充电器快速给电钻充电了。

以上只是简单实验测量数据,算上二极管压降,新旧电池等因素,实际电流会有变化。

第二天发现新问题 :

这个充电电路毛病很多,改大电流充电后,电源电压高会造成提前转灯,比如5.3V,充不到100%满,不过一般能充到4.0V以上

比较麻烦的是如果电源电压太低,比如低于5.1V,因为D2管压降个体差异很大,0.7-0.8V都有,,充电最后阶段压差太小,充电电流小,会造成R8上压降太小,充满不转灯。
比如我的大猪头,带载后升到5.3V,空载5.1V以下,用它充电就会不转灯,
只好把D2换成管压降0.7V的二极管解决,5.00V也能正常充电了

坛友PBX2改造好了,很成功,改造图,借用一下,
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这是电池电量还没耗尽时开始充电的,转绿灯时电流是100mA电池的电压是4.19*V,已经很给力啦!{:5_604:}再次感谢楼主无私奉献!{:5_643:}

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betalin 发表于 2015-4-1 17:16

本帖最后由 betalin 于 2015-4-1 17:35 编辑

顶我要把4057拿掉!!!
开了孔 填回去 nnd
改大电流,1N4007估计热得不行,要换?
我昨天就在搞,接4057前,试验一下原电路,感觉挺有意思的。
电池3.6v,插DC头 输入5.4v,可以充电,电流300mA的样子,之前试过,能大概冲到电池3.8V。换插个5.8V的DC头,直接亮绿灯(电池3.6X)。这马上就不明白了。
难道插入DC的时候,我的电源保护了?

shk_136 发表于 2015-4-1 17:21

楼上太有意思了。

盘儿净 发表于 2015-4-1 17:38

支持,虽然看不懂,但我能照着做。
两个方案都必需要把R400短接吗?

zxjses 发表于 2015-4-1 17:42

直接塞了个双4057到电池上.在尾部钻个孔,能看到灯光就行.

米香辣 发表于 2015-4-1 17:50

所以,我找了一个5.3v的充电器,没改动,8个小时左右能充满转绿灯!

L555T_007 发表于 2015-4-1 18:18

就是直接利用保护板停充,
因为R400+R8+MOS有一定的压降,到了停充动作电压点的时候,电池电压还没到保护值,所以不会过充。
而且保护IC的可靠性很高,使用上没啥问题,
前提是外部电压不要太低

如果外部电压过低,电流小,R400+R8+MOS的压降低,那么长时间充电,电池电压会更接近4.30V的常规保护IC动作阀值。
有点偏高,影响循环寿命。

4.25V或更低的保护IC也有,但不常见

==============
电源负极还接了什么其它电路,否则没必要分成2个限流电阻啊
而且这个电路取消了过流保护

Junyee 发表于 2015-4-1 18:28

拆开一看电路还挺复杂的.
5V输入可以充,电压一高马上转灯..
改4056还要顾上面的LED灯,还是算了,

jiamu8 发表于 2015-4-1 18:45

L555T_007 发表于 2015-4-1 18:18
就是直接利用保护板停充,
因为R400+R8+MOS有一定的压降,到了停充动作电压点的时候,电池电压还没到保护值 ...

R400 R8 两个电阻作用不同,

原设计是6V输入小电流充电,R400的作用主要是限流降压,从而保证在充满前电池+R8的电压不会超过4.3V

不增加其他充电板,在原机基础上改大电流充电必须去掉R400短接;

R8不能去掉,改大电流后及时转灯就靠R8上面0.1V的电压。

这个是充电回路不会过流。

放电过流保护是靠另外一个DW01+LM339 和那个大MOS管实现的。


TEMS 发表于 2015-4-1 18:56

看看。学习一下

jiamu8 发表于 2015-4-1 18:59

Junyee 发表于 2015-4-1 18:28
拆开一看电路还挺复杂的.
5V输入可以充,电压一高马上转灯..
改4056还要顾上面的LED灯,还是算了, ...

写这个分析就是想讨论不增加外接充电板的情况下 5V输入实现大电流充电。

jiamu8 发表于 2015-4-1 19:04

betalin 发表于 2015-4-1 17:16
顶我要把4057拿掉!!!
开了孔 填回去 nnd
改大电流,1N4007估计热得不行,要换?


4007 要换大一点的;提前转灯不是电源保护,是电池+R8的电压太高了,超过了DW01 的保护值4.3V。

先短接R400,5V输入充电没问题。想要再大一点电流,需要改小R8。


PBX2 发表于 2015-4-1 19:10

本帖最后由 PBX2 于 2015-4-1 19:11 编辑

顶了!楼主强大{:5_639:}。我就是想在原有的基础上改改就好。另外想问“R8并联0.5Ω电阻”这个电阻有功率要求吗?

盘儿净 发表于 2015-4-1 19:10

貌似30元的电批有三个版本的电路,楼主的改造方案适用哪种?

hfshen 发表于 2015-4-1 19:50

本帖最后由 hfshen 于 2015-4-1 19:55 编辑

楼主的第一种方案充电的话充电电流太小了,要想充满,要很长时间的。估算下平均充电电流:(5-0.7-3.9)/1.X,只有300多mA。充满一节普通的2600mAh的大红袍需要8至10小时。第二种方案还可以,就是需要并接2W左右的电阻。

L555T_007 发表于 2015-4-1 19:56

hfshen 发表于 2015-4-1 19:50
这样充电的话充电电流太小了,要想充满,要很长时间的。估算下平均充电电流:(5-0.7-3.9)/1.X,只有300多mA ...

用PMOS代替二极管防反接,然后加大R8恢复原先的电流值,这样电流变化就没那么大了,

jiamu8 发表于 2015-4-1 19:57

PBX2 发表于 2015-4-1 19:10
顶了!楼主强大。我就是想在原有的基础上改改就好。另外想问“R8并联0.5Ω电阻”这个电阻有功率要 ...

阻值很小,功耗也很小,能找到多大就用多大吧。

我用的两个1/4W1Ω电阻并联的,加上原来的1Ω电阻,耗散功率足够

jiamu8 发表于 2015-4-1 20:00

hfshen 发表于 2015-4-1 19:50
楼主的第一种方案充电的话充电电流太小了,要想充满,要很长时间的。估算下平均充电电流:(5-0.7-3.9)/1.X ...

不需要2W那么大的,阻值很小,功耗也很小,能找到多大就用多大吧。

我用的两个1/4W1Ω电阻并联的,加上原来的1Ω电阻,只是有点温。最热的是那个 1N4007,需要换个大的

PBX2 发表于 2015-4-1 20:01

jiamu8 发表于 2015-4-1 19:57
阻值很小,功耗也很小,能找到多大就用多大吧。

我用的两个1/4W1Ω电阻并联的,加上原来的1Ω电阻,耗 ...
哦!找你这么说,这个电阻最终阻值是0.5欧姆?对吗?{:5_641:}
看了,0.3-0.5大概都行,谢谢啦!

jiamu8 发表于 2015-4-1 20:05

PBX2 发表于 2015-4-1 20:01
哦!找你这么说,这个电阻最终阻值是0.5欧姆?对吗?
看了,0.3-0.5大概都行,谢谢啦!
...

一共用了3只电阻,我表述的不太清楚

呵呵 对的,随便找个电阻并上试试就知道了,最终阻值0.3-0.5 都行
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