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【我是工程師第二季】做個(gè)120-400W多用充電器,多段電壓和電流,適用于鉛酸電池和鋰電

前次DIY了一個(gè)充電器,電壓很高電流也大,發(fā)覺(jué)除了電動(dòng)車(chē)上很少有其他用途了.

這次趁著活動(dòng),再弄一款充電器,想達(dá)到的效果是電壓12V/24V/36V通用,鉛酸/磷酸鐵鋰/三元鋰都可以充,為了適應(yīng)各種容量的電池,還能調(diào)整充電電流,設(shè)想是2A/5A/10A三個(gè)檔位.

不是公司的產(chǎn)品,完成時(shí)全部公開(kāi)所有資料.但是外殼用工廠現(xiàn)有的外殼進(jìn)行加工,自己的手藝不怎么的,外觀什么的就沒(méi)那么多講究了.

全部回復(fù)(78)
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2016-04-21 22:17

鉛酸的充電管理還有涓流、浮充這兩個(gè)階段,樓主打算如何實(shí)現(xiàn)的,呵呵!

加油,期待更新!

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2016-04-22 09:22
@jianjun8410
鉛酸的充電管理還有涓流、浮充這兩個(gè)階段,樓主打算如何實(shí)現(xiàn)的,呵呵!加油,期待更新!
更新 更新
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2016-04-22 11:44
@jianjun8410
鉛酸的充電管理還有涓流、浮充這兩個(gè)階段,樓主打算如何實(shí)現(xiàn)的,呵呵!加油,期待更新!

先頂一個(gè)

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2016-04-23 10:58
@jianjun8410
鉛酸的充電管理還有涓流、浮充這兩個(gè)階段,樓主打算如何實(shí)現(xiàn)的,呵呵!加油,期待更新!
涓流就免了吧,對(duì)于容量稍大的電池,這個(gè)功能作用不大.
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hjhlql
LV.7
6
2016-04-23 17:41
@qinzutaim
涓流就免了吧,對(duì)于容量稍大的電池,這個(gè)功能作用不大.[圖片]
如果你這樣做出的充電器,還不如直接用一個(gè)直流DC電源來(lái)得更直接。買(mǎi)個(gè)直流DC電流,把電壓和電流檔直接用電阻設(shè)置好后用二個(gè)旋轉(zhuǎn)檔位開(kāi)關(guān),比你這可靠多了。多搞幾個(gè)檔還可以充1.2V-36V的任意電壓電池.用MOS管來(lái)做切換也行,用繼電器來(lái)做切換也行。也可以做到輕觸按鍵來(lái)設(shè)置。
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2016-04-26 19:15
@hjhlql
如果你這樣做出的充電器,還不如直接用一個(gè)直流DC電源來(lái)得更直接。買(mǎi)個(gè)直流DC電流,把電壓和電流檔直接用電阻設(shè)置好后用二個(gè)旋轉(zhuǎn)檔位開(kāi)關(guān),比你這可靠多了。多搞幾個(gè)檔還可以充1.2V-36V的任意電壓電池.用MOS管來(lái)做切換也行,用繼電器來(lái)做切換也行。也可以做到輕觸按鍵來(lái)設(shè)置。
好辦法!不過(guò)廠里有外殼,自己做一個(gè),練一下手也是好事.
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2016-04-26 19:19

原理圖進(jìn)行中.

充電主回路:

說(shuō)明:功率較大,用的正激,D2整流管,D3續(xù)流管,L1儲(chǔ)能電感,Q3做防反接開(kāi)關(guān)用,RS1是電流取樣電阻.

打*標(biāo)記的為可調(diào)整參數(shù),待后期調(diào)整后才確定取值.

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2016-04-26 19:33
@qinzutaim
原理圖進(jìn)行中.充電主回路:[圖片]說(shuō)明:功率較大,用的正激,D2整流管,D3續(xù)流管,L1儲(chǔ)能電感,Q3做防反接開(kāi)關(guān)用,RS1是電流取樣電阻.打*標(biāo)記的為可調(diào)整參數(shù),待后期調(diào)整后才確定取值.

接下來(lái)是關(guān)鍵的地方了,電壓電流/轉(zhuǎn)燈控制都放這一塊.

先上圖,各位看看有什么不對(duì)的地方,歡迎指正!

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1783019177
LV.3
10
2016-04-26 21:20
@qinzutaim
接下來(lái)是關(guān)鍵的地方了,電壓電流/轉(zhuǎn)燈控制都放這一塊.先上圖,各位看看有什么不對(duì)的地方,歡迎指正![圖片]
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2016-04-29 15:29
@qinzutaim
原理圖進(jìn)行中.充電主回路:[圖片]說(shuō)明:功率較大,用的正激,D2整流管,D3續(xù)流管,L1儲(chǔ)能電感,Q3做防反接開(kāi)關(guān)用,RS1是電流取樣電阻.打*標(biāo)記的為可調(diào)整參數(shù),待后期調(diào)整后才確定取值.

第8帖圖的防反接電路簡(jiǎn)單介紹一下:

正確接線方式下,電池由BAT+--R6—R7—RS1—Q3—BAT-形成電流回路,Q3開(kāi)通.

反接時(shí),MOS因反偏而關(guān)斷.

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2016-04-29 15:34
@qinzutaim
接下來(lái)是關(guān)鍵的地方了,電壓電流/轉(zhuǎn)燈控制都放這一塊.先上圖,各位看看有什么不對(duì)的地方,歡迎指正![圖片]

圖在第九帖里:

關(guān)于電壓選擇,一般情況下鉛酸電池正常時(shí)認(rèn)為是2.1-2.2V/節(jié)均充時(shí)電壓2.4-2.5V/節(jié);

錳酸鋰,鈷酸鋰,三元鋰標(biāo)稱(chēng)3.7-3.8V/節(jié),恒壓恒流充電時(shí)一般選擇4.1-4.3V/節(jié);

磷酸鐵鋰標(biāo)稱(chēng)3.2-3.3V/節(jié);恒壓恒流充電時(shí)一般選擇3.6-3.7V/節(jié).

因此標(biāo)稱(chēng)12V的鉛酸電池組靜態(tài)電壓應(yīng)該是12.3-12.6V,均充時(shí)14.4-15V.

標(biāo)稱(chēng)12V的錳酸鋰電池組靜態(tài)電壓應(yīng)該是11.1-11.4V,恒壓恒流充時(shí)12.3-12.6V.

標(biāo)稱(chēng)12V的磷酸鐵鋰電池組靜態(tài)電壓應(yīng)該是12.8-13.2V, 恒壓恒流充時(shí)14.4-14.8V.

從數(shù)據(jù)上看,磷酸鐵鋰和鉛酸有重合的地方,可以用同一電壓進(jìn)行充電,但是鉛酸有個(gè)浮充的過(guò)程,要進(jìn)行電壓切換;

最終選擇12V空載是12.6V,鉛酸和鐵鋰充電時(shí)14.6V; 錳酸鋰充電時(shí)用12.6V;

24V時(shí): 空載是25.2V,鉛酸和鐵鋰充電時(shí)29.2V; 錳酸鋰充電時(shí)用25.2V;

36V時(shí): 空載是37.8V,鉛酸和鐵鋰充電時(shí)43.8V; 錳酸鋰充電時(shí)用37.8V.

 

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1783019177
LV.3
13
2016-04-30 18:59
@qinzutaim
第8帖圖的防反接電路簡(jiǎn)單介紹一下:正確接線方式下,電池由BAT+--R6—R7—RS1—Q3—BAT-形成電流回路,Q3開(kāi)通.反接時(shí),MOS因反偏而關(guān)斷.
圖文并茂
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sanniu800
LV.2
14
2016-05-01 17:39
@hjhlql
如果你這樣做出的充電器,還不如直接用一個(gè)直流DC電源來(lái)得更直接。買(mǎi)個(gè)直流DC電流,把電壓和電流檔直接用電阻設(shè)置好后用二個(gè)旋轉(zhuǎn)檔位開(kāi)關(guān),比你這可靠多了。多搞幾個(gè)檔還可以充1.2V-36V的任意電壓電池.用MOS管來(lái)做切換也行,用繼電器來(lái)做切換也行。也可以做到輕觸按鍵來(lái)設(shè)置。
很實(shí)在的辦法,但做個(gè)東西練練手,也是個(gè)樂(lè)趣。
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1783019177
LV.3
15
2016-05-05 19:52
@1783019177
圖文并茂
頂,別沉了呀,期待更新
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2016-05-11 13:39
@1783019177
頂,別沉了呀,期待更新
5.1回家10天,不好意思
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2016-05-11 18:49
@qinzutaim
圖在第九帖里:關(guān)于電壓選擇,一般情況下鉛酸電池正常時(shí)認(rèn)為是2.1-2.2V/節(jié)均充時(shí)電壓2.4-2.5V/節(jié);錳酸鋰,鈷酸鋰,三元鋰標(biāo)稱(chēng)3.7-3.8V/節(jié),恒壓恒流充電時(shí)一般選擇4.1-4.3V/節(jié);磷酸鐵鋰標(biāo)稱(chēng)3.2-3.3V/節(jié);恒壓恒流充電時(shí)一般選擇3.6-3.7V/節(jié).因此標(biāo)稱(chēng)12V的鉛酸電池組靜態(tài)電壓應(yīng)該是12.3-12.6V,均充時(shí)14.4-15V.標(biāo)稱(chēng)12V的錳酸鋰電池組靜態(tài)電壓應(yīng)該是11.1-11.4V,恒壓恒流充時(shí)12.3-12.6V.標(biāo)稱(chēng)12V的磷酸鐵鋰電池組靜態(tài)電壓應(yīng)該是12.8-13.2V,恒壓恒流充時(shí)14.4-14.8V.從數(shù)據(jù)上看,磷酸鐵鋰和鉛酸有重合的地方,可以用同一電壓進(jìn)行充電,但是鉛酸有個(gè)浮充的過(guò)程,要進(jìn)行電壓切換;最終選擇12V空載是12.6V,鉛酸和鐵鋰充電時(shí)14.6V;錳酸鋰充電時(shí)用12.6V;24V時(shí):空載是25.2V,鉛酸和鐵鋰充電時(shí)29.2V;錳酸鋰充電時(shí)用25.2V;36V時(shí):空載是37.8V,鉛酸和鐵鋰充電時(shí)43.8V;錳酸鋰充電時(shí)用37.8V. 

電流的選擇:

恒流充電和轉(zhuǎn)燈由U2(LM2904)完成.

TL431作基準(zhǔn)電壓.

2腳由R34R35分得的電壓,除以RS1得到轉(zhuǎn)燈電流1(充電),LED1點(diǎn)亮.

由于LED1上的電壓基本不變,可以當(dāng)作另一個(gè)參考電壓使用,R33,R5,RS1分壓到LM29043腳作為回差,用處是LED1轉(zhuǎn)燈是時(shí)不會(huì)反復(fù)跳躍,同時(shí)得到轉(zhuǎn)燈電流2(充滿(mǎn)),LED3點(diǎn)亮.

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2016-05-11 19:25
@qinzutaim
電流的選擇:恒流充電和轉(zhuǎn)燈由U2(LM2904)完成.用TL431作基準(zhǔn)電壓.2腳由R34和R35分得的電壓,除以RS1得到轉(zhuǎn)燈電流1(充電),LED1點(diǎn)亮.由于LED1上的電壓基本不變,可以當(dāng)作另一個(gè)參考電壓使用,由R33,R5,RS1分壓到LM2904的3腳作為回差,用處是LED1轉(zhuǎn)燈是時(shí)不會(huì)反復(fù)跳躍,同時(shí)得到轉(zhuǎn)燈電流2(充滿(mǎn)),LED3點(diǎn)亮.

接上帖,

電流分檔如下:

2A時(shí):當(dāng)基準(zhǔn)電壓接在C8上端位置時(shí),R40上的分壓為10mV,既是U26腳輸入電壓是10mV,對(duì)應(yīng)5腳電壓為稍大于10mV時(shí)恒流電路動(dòng)作,經(jīng)計(jì)算約為2A;

5A時(shí):當(dāng)基準(zhǔn)電壓接到R37上端,R40上的分壓約25mV,恒流值約為5A;

10A時(shí):當(dāng)基準(zhǔn)電壓接到R39上端,R40上的分壓約為50mV,恒流值約為10A.

其它電路簡(jiǎn)單說(shuō)明:

U3為電壓電流反饋通道,用于恒壓恒流信號(hào)反饋到前級(jí)電路.

U4作為電池正確連接信號(hào)的反饋通道,用于開(kāi)啟前級(jí)工作,ZD2按電池取用,R22用于限制通過(guò)光電耦合器的電流.實(shí)際工作電路中,ZD2選用恒流源更合適.

U5用于鉛酸的浮充和均充轉(zhuǎn)換,在接鋰電時(shí)不使用.

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2016-05-12 19:30
@qinzutaim
5.1回家10天,不好意思[圖片]

PWM部分圖,位號(hào)沒(méi)調(diào)整過(guò)來(lái).

簡(jiǎn)單說(shuō)明一下:IC能否工作不但由供電決定,還受2腳電壓控制,2腳電壓在1V以上才啟動(dòng).只有U4開(kāi)通,Q8退出飽和,2腳電壓才能提升,IC才正常工作.

Q9ZD1IC提供一個(gè)合適的工作電壓.

Q6,Q7用于增強(qiáng)IC的驅(qū)動(dòng)能力,并由C13耦合到驅(qū)動(dòng)變壓器初級(jí).

R7,R8IC提供啟動(dòng)電流.

U3是后級(jí)電壓電流信號(hào)的反饋通道.

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2016-05-12 19:33
@qinzutaim
[圖片]PWM部分圖,位號(hào)沒(méi)調(diào)整過(guò)來(lái).簡(jiǎn)單說(shuō)明一下:IC能否工作不但由供電決定,還受2腳電壓控制,2腳電壓在1V以上才啟動(dòng).只有U4開(kāi)通,Q8退出飽和,2腳電壓才能提升,IC才正常工作.Q9及ZD1給IC提供一個(gè)合適的工作電壓.Q6,Q7用于增強(qiáng)IC的驅(qū)動(dòng)能力,并由C13耦合到驅(qū)動(dòng)變壓器初級(jí).R7,R8給IC提供啟動(dòng)電流.U3是后級(jí)電壓電流信號(hào)的反饋通道.

圖上是驅(qū)動(dòng)變壓器和功率轉(zhuǎn)換部分

T2是驅(qū)動(dòng)變壓器,Q1,Q2為功率開(kāi)關(guān)管,T1是功率傳輸變壓器.

這是常見(jiàn)的交流輸入整流電路.

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2016-05-12 19:39
@qinzutaim
[圖片]圖上是驅(qū)動(dòng)變壓器和功率轉(zhuǎn)換部分T2是驅(qū)動(dòng)變壓器,Q1,Q2為功率開(kāi)關(guān)管,T1是功率傳輸變壓器.[圖片]這是常見(jiàn)的交流輸入整流電路.

最后完成的PCB文件截圖,和原理圖稍有變更,待到作品完成再較對(duì)一下.

風(fēng)扇內(nèi)置于PCB上,所以板上有個(gè)很大的圓圈

然后照例的PCB打樣...很快就回的,不急

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1783019177
LV.3
22
2016-05-13 10:15
@qinzutaim
最后完成的PCB文件截圖,和原理圖稍有變更,待到作品完成再較對(duì)一下.[圖片]風(fēng)扇內(nèi)置于PCB上,所以板上有個(gè)很大的圓圈然后照例的PCB打樣...很快就回的,不急[圖片]
這兩個(gè)15N50是同時(shí)導(dǎo)通嗎?
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2016-05-13 13:27
@1783019177
這兩個(gè)15N50是同時(shí)導(dǎo)通嗎?
是的.
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jssz_hf
LV.4
24
2016-05-13 16:04
@qinzutaim
是的.

備注下,能開(kāi)發(fā)放給我們學(xué)習(xí)下嗎?我想要買(mǎi)個(gè)學(xué)習(xí)用。

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2016-05-13 18:54
@jssz_hf
備注下,能開(kāi)發(fā)放給我們學(xué)習(xí)下嗎?我想要買(mǎi)個(gè)學(xué)習(xí)用。

完成后會(huì)上傳資料,現(xiàn)在的PCB只是針對(duì)公司里的外殼設(shè)計(jì).

如果要套件估計(jì)時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng).

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2016-05-13 19:04
@qinzutaim
[圖片]圖上是驅(qū)動(dòng)變壓器和功率轉(zhuǎn)換部分T2是驅(qū)動(dòng)變壓器,Q1,Q2為功率開(kāi)關(guān)管,T1是功率傳輸變壓器.[圖片]這是常見(jiàn)的交流輸入整流電路.

次級(jí)IC和風(fēng)扇的供電部分,CH1來(lái)自轉(zhuǎn)燈輸出,只有充電電流達(dá)到轉(zhuǎn)類(lèi)電流后風(fēng)扇才工作,可延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命.變壓器應(yīng)該是EC40的,圖上標(biāo)示錯(cuò)誤.

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1783019177
LV.3
27
2016-05-13 19:46
@qinzutaim
[圖片]次級(jí)IC和風(fēng)扇的供電部分,CH1來(lái)自轉(zhuǎn)燈輸出,只有充電電流達(dá)到轉(zhuǎn)類(lèi)電流后風(fēng)扇才工作,可延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命.變壓器應(yīng)該是EC40的,圖上標(biāo)示錯(cuò)誤.
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2016-05-14 17:02
@1783019177
就這無(wú)私的精神也要頂!
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2016-05-17 20:32
@qinzutaim
[圖片]次級(jí)IC和風(fēng)扇的供電部分,CH1來(lái)自轉(zhuǎn)燈輸出,只有充電電流達(dá)到轉(zhuǎn)類(lèi)電流后風(fēng)扇才工作,可延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命.變壓器應(yīng)該是EC40的,圖上標(biāo)示錯(cuò)誤.

接下來(lái)應(yīng)該算變壓器和動(dòng)手繞幾個(gè)啦.

開(kāi)始動(dòng)手...

第一個(gè)和第二個(gè)繞法不同,第三個(gè)是電壓不同..外觀上有區(qū)別名得搞錯(cuò)了.

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2016-05-18 20:05
@qinzutaim
接下來(lái)應(yīng)該算變壓器和動(dòng)手繞幾個(gè)啦.[圖片]開(kāi)始動(dòng)手...[圖片][圖片][圖片]第一個(gè)和第二個(gè)繞法不同,第三個(gè)是電壓不同..外觀上有區(qū)別名得搞錯(cuò)了.

加班時(shí)間,裝機(jī)進(jìn)行中...

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yanggbx
LV.4
31
2016-05-19 10:31
@qinzutaim
加班時(shí)間,裝機(jī)進(jìn)行中...[圖片][圖片]
厲害,學(xué)習(xí)中,另磷酸鐵鋰電池可以直接用恒壓充嗎?比如12V的限壓13.7V直充,不做恒流,會(huì)有問(wèn)題嗎?
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