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网友热辩:【原创设计】单电源的锂电多串平衡充设计方案

发布时间:2013-09-26 责任编辑:sherryyu

【导读】通常的多串平衡充方案都是用4.2V充电板与锂电一对一使用,结构比较复杂。小编无意间看见一位电源爱好者原创的单电源的锂电多串平衡充设计方案,方案简单但功能强大,最主要的基于这个方案吸引了很多其他爱好者的积极探讨,大家各说纷纭,也产生了很多其他的好点子。这里小编整理给大家分享分享。

单电源的锂电多串平衡充设计方案介绍:

通常的多串平衡充方案都是用4.2V充电板与锂电一对一使用,结构比较复杂。

趁放假有空做了个方案,可以仅用1个普通直流电源给多串锂电进行平衡充电。线路不算复杂,全部使用常规元件,比较适合自制。下图是2串500mA电流的实际线路图,绿框内是个完整的并联限压模块,2块锂电各用一组。

单电源的锂电多串平衡充设计方案

锂电电压低于4.2V时,B772是关闭的,充电电流全部进入电池进行恒流充电。当锂电电压升高至接近4.2V时,431开始微导通,B772开启对锂电进行分流,这个时候类似于锂电的恒压充电阶段。直到充电完成,431导通,模块电压稳定在4.2V,这时充电电流完全被B772旁路,电池无电流充入。

最下面的Q3/Q4是个简易恒流源,使供电回路的总电流保持恒定,如果对充电电流要求不严,也可以用一个大功率限流电阻代替这个恒流源。

如果充电功率较大,为避免电池充满后在限压模块上的损耗,还可以考虑加入充满断电功能。充满自动断电线路相对有点复杂,如果只是中小电流应用,不加也罢。

而整个线路最需要注意的就是B772的发热情况。开始充电时它是无温度的,充电结束后充电电流全部被它旁路,将会产生3.5V*0.5A的耗散功率,所以必须加个适当的散热片供电电压V+较高时,Q3的发热也会增加,必要时也要加散热片 。

这只是个基本电路,必要的话还可以加入充满指示和充满自停。如果有好的建议也欢迎一起探讨 !欢迎大家积极参加 !
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基于“单电源的锂电多串平衡充设计”其他爱好者与该方案设计者的热烈探讨:

网友一:

单电源的锂电多串平衡充设计方案


看看这种如何呢?还有一个重要的问题楼主可能没有考虑到,整组电池充电到后期快要解决4.2伏时候的充电电流其实变得比较低了,只有几百毫安甚至更低了,哪怕你是5A的充电器也会是如此!

方案设计者:

控制原理是一样的,只是每一组都加了一个充满指示,可以直观知道哪一组已经满了。而我多加了一个电阻R13(R23),可以适当延长恒压充电的时间。至于你说的电流变得很低了,只是电池的充电电流被旁路而大幅减小,总供电电流并未减小,这个不需要考虑,很明显的事情。

网友二:

其实几十块的平衡充就是用类似的电路(好多采用叫什么TP42、41之类的大功率管)。

缺点:

1.后期发热很大(有的在电池组充满后断开总电源,不过只要有1节没充满,功耗都在分流部分了)。
2.电源输入要大于电池组电压(在没用升压脉冲充电方式时)。
3.中间其中1节电池与充电部分接触不良时,会很悲剧(最坏的情况就是充不满,或者过充了)

优点就是----单电源。

所以大家(比如模型论坛)都热衷于电源板改恒压锂充(有的电源板直接就是4.2V输出或者有微调电阻可调输出电压),优点是随便什么人都会改,只要会判断正负极,而且效果很好。

方案设计者:

并联旁路方式,在电池充满后充电电流全部由限压模块分流,所以这个方案在充电功率较大的情况下,需要加入充满自停功能,且各电池特性尽量接近,使充电终止时间相差不多以减少全电流旁路的时间。你说的用到TIP42,那个充电电流该有2A以上了吧?

网友三:

没有充满停止,存在放电电流,业余锂电最好不串联使用。

方案设计者:

电池与充电器之间做个接口,充满后与电池脱离就不存在放电问题。我是打算给万用表里的2串锂电充电的,只是那个电池较小,电流减到100mA也够了,限压管都可以用8550。

网友四:

单电源锂电多串平衡充要是有成熟的集成电路IC就最好了,多年以来好像笔记本电脑的锂电池还都不是平衡充的-----其实这里是最需要的了。

原创设计者:

如果串联电芯配对比较精确的话,整体串充也未尝不可。
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网友五:

每个锂电并联的稳压电路值为4.2V。而整个电路限压值稍小于8.4V时。在接近充满时总电流应该会变小吧。只是两个电池会稍微有些不平衡。但不会相差太大。(没做实验,纯粹想象)

用两个锂电串联给万用表供电虽然简单,但是用起来就比较麻烦了。充电时,要拆出来给两节电池单独充电,或者弄个7.2V的专用充电器。如果两节电池不平衡时,放电时间会减少。而且万用表的低电量显示就不准了,无法知道什么时候要充电。个人觉得还是用一节锂电加升压电路简单。锂电,升压电路,充电电路全部塞进万用表,开个充电孔。还可能实现万用表低电量指示。没电了,随便找个手机充电器一插就行了。

方案设计者:

我这个方案做的是恒流供电,所以很难检测到有效的总电流变化。如果改用电阻限流,那么随着电池电压升高,即使总电流发生变化,也很难判定每组电池的充满情况。所以充满自停只有单独对每组电池的充满情况进行检测才是准确有效的。
     
至于万用表的锂电代换,方案也很多。但是对于仪表供电,我比较在意电源的纯净,我改的万用表外接电源,全部使用线性电源而非开关电源。

网友六:

2#锂电充满(4.2V)→Q2:B772彻底导通→2#锂电通过4007和Q2放电! 

方案设计者:

在充电电源存在的情况下,限压模块端电压实际上对电池存在极微弱的正电势。即使充电完成,未断电之前,电池仍然会接受极微弱的补充电流,这种情况下,绝无电流反出的可能。关键是你搞错了一点,B772最终是处于放大状态,而非导通状态。

网友七:

独立电源的平衡充好像没有什么完美电路,比独立充能耗大。多电源的不知是不是能好一点?

方案设计者:

多电源独立平衡充可以各自独立停充,就不存在充满损耗的问题,只是有点麻烦,特别是很多串时。我这个方案正相反,比较简单但是存在充满损耗。我觉得大电流充电对损耗比较敏感时可以用独立平衡充,小电流充电可以考虑这种简单平衡串充。

网友八:


原理应该是每个锂电都并联了一个并联型稳压电路,整个回路加入了简易恒流电路。建议把简易恒流电路改成恒流限压电路,再增加电流检测电路,当电流小于一定值时,停止充电。用一片四运放(LM324)就可完成。

方案设计者:

考虑过充满自停的方案。因为存在并联旁路,主回路上检测的充电电流并不能反映各电池的实际电流,只有各组电池单独检测。但取样又不能共地,每组都要用光耦过渡,加上比较器,感觉有点复杂了。中小电流下不用也罢!

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