电子产品向小型化发展,便携式产品越来越普及与流行,如移动电话、数码相机、PDA、MP3 随身听等,此类产品需要大量使用电池,所以可重复使用的可充电电池就显得十分重要。在各类可充电电池中,锂离子电池相比于普通镍镉镍氢电池具有体积小、重量轻、自放电率低、无记忆效应的优点,所以广泛被使用在很多新型移动设备中。但它较为“娇气”,在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。因此,在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。我们知道锂电池对充电电压、电流要求是很高的,它要求使用专业的充电电路以保证锂电池的使用寿命及充电安全。终止充电电压精度允差为额定值的1%(例如:充4.2V的锂离子电池,其允差为+0.042V),过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。锂电池充电电流应按照电池生产厂的技术规范,并要求有限流电路以免发生过流(过热)。一般常用的充电率为0.25C~1C(C是电池的容量,如C =1000mAh,0.2C充电率即充电电流为200mA)。在大电流充电时往往要检测电池温度,以防止过热损坏电池或产生爆炸。锂离子电池充电分为两个阶段:先恒流充电,电池电压以较大的斜率升压,到接近终止电压时改为恒压充电,电流渐降。当充电电流降为1/10C(约80mA)时,认为接近充满,可以终止充电。其充电特性如图所示。
普通的锂电池充电器的保护电路只有一个受控的场效应管做开关使用,当使用内阻很小的电源对其进行充电,将会出现充电电流大电池发热的情况。为了保护锂电池,电子产品都会配上专用的充电器来限制充电电流(电源内阻较大)。
这款充电板是专为锂电池充电而设计的,可对3.6V单节或7.2V锂电池组进行恒压恒流充电。输入电压范围宽,8-36V。充电电压可在3V-9V之间设定,充电电流可根据电池容量大小在300MA—500MA之间设定。带有充电电流检测功能,电流大时指示灯较亮,电流减小指示灯的亮度会随之变弱,当电池充满时指示灯熄灭。通过观察指示灯可以知道电池的充电情况。闲暇之余,笔者测绘出电路,如图所示:
电路的核心元件是MC34063,它是一种单片双极型线性集成电路,专用于直流-直流变换器控制部分,具有短路电流限制功能。电路采用的是开关式DC-DC变换,具有功耗低、发热量小等优点,实测其效率为86%。它与普通的锂电池充电板最大的不同就是,这款充电板可根据电池的容量来调整充电电流,不会出现因充电电流大锂电池发热的现象;另外,电路的开关工作方式,对于输入的高电压是进行功率变换,而不是将输入输出压差全部消耗掉,这就决定了它有较高的效率。为验证充电板的性能,笔者对一节2000mAH电动车电池充电的18650电池充电,充电电流500mA,经过4个半小时的工作,芯片只有很小的温升,恒流阶段电流保持不变。
这款充电板具有恒压恒流功能,可以将这款充电板作为具有恒流功能的稳压电源来使用。在车上使用这款充电板为手机充电是再好不过了,笔者将手机的充电线接在其输出端上为手机充电,效果很好。长途漫漫,有了这个小东东,再也不用为手机充电而发愁了。而且12V和24V都能用。有兴趣的朋友不防做一个试试。
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