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【我是工程师第二季】做个120-400W多用充电器,多段电压和电流,适用于铅酸电池和锂电

【我是工程师第二季】做个120-400W多用充电器,多段电压和电流,适用于铅酸电池和锂电

前次DIY了一个充电器,电压很高电流也大,发觉除了电动车上很少有其他用途了.

这次趁着活动,再弄一款充电器,想达到的效果是电压12V/24V/36V通用,铅酸/磷酸铁锂/三元锂都可以充,为了适应各种容量的电池,还能调整充电电流,设想是2A/5A/10A三个档位.

不是公司的产品,完成时全部公开所有资料.但是外壳用工厂现有的外壳进行加工,自己的手艺不怎么的,外观什么的就没那么多讲究了.

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LV.7

2

2016-04-21 22:17

铅酸的充电管理还有涓流、浮充这两个阶段，楼主打算如何实现的，呵呵！

加油，期待更新！

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3

2016-04-22 09:22

@jianjun8410

铅酸的充电管理还有涓流、浮充这两个阶段，楼主打算如何实现的，呵呵！加油，期待更新！

更新更新

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4

2016-04-22 11:44

@jianjun8410

铅酸的充电管理还有涓流、浮充这两个阶段，楼主打算如何实现的，呵呵！加油，期待更新！

先顶一个

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5

2016-04-23 10:58

@jianjun8410

铅酸的充电管理还有涓流、浮充这两个阶段，楼主打算如何实现的，呵呵！加油，期待更新！

涓流就免了吧,对于容量稍大的电池,这个功能作用不大.

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LV.7

6

2016-04-23 17:41

@qinzutaim

涓流就免了吧,对于容量稍大的电池,这个功能作用不大.[图片]

如果你这样做出的充电器，还不如直接用一个直流DC电源来得更直接。买个直流DC电流，把电压和电流档直接用电阻设置好后用二个旋转档位开关，比你这可靠多了。多搞几个档还可以充1.2V-36V的任意电压电池.用MOS管来做切换也行，用继电器来做切换也行。也可以做到轻触按键来设置。

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7

2016-04-26 19:15

@hjhlql

如果你这样做出的充电器，还不如直接用一个直流DC电源来得更直接。买个直流DC电流，把电压和电流档直接用电阻设置好后用二个旋转档位开关，比你这可靠多了。多搞几个档还可以充1.2V-36V的任意电压电池.用MOS管来做切换也行，用继电器来做切换也行。也可以做到轻触按键来设置。

好办法!不过厂里有外壳,自己做一个,练一下手也是好事.

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8

2016-04-26 19:19

原理图进行中.

充电主回路:

说明:功率较大,用的正激,D2整流管,D3续流管,L1储能电感,Q3做防反接开关用,RS1是电流取样电阻.

打*标记的为可调整参数,待后期调整后才确定取值.

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9

2016-04-26 19:33

@qinzutaim

原理图进行中.充电主回路:[图片]说明:功率较大,用的正激,D2整流管,D3续流管,L1储能电感,Q3做防反接开关用,RS1是电流取样电阻.打*标记的为可调整参数,待后期调整后才确定取值.

接下来是关键的地方了,电压电流/转灯控制都放这一块.

先上图,各位看看有什么不对的地方,欢迎指正!

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LV.3

10

2016-04-26 21:20

@qinzutaim

接下来是关键的地方了,电压电流/转灯控制都放这一块.先上图,各位看看有什么不对的地方,欢迎指正![图片]

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11

2016-04-29 15:29

@qinzutaim

原理图进行中.充电主回路:[图片]说明:功率较大,用的正激,D2整流管,D3续流管,L1储能电感,Q3做防反接开关用,RS1是电流取样电阻.打*标记的为可调整参数,待后期调整后才确定取值.

第8帖图的防反接电路简单介绍一下:

正确接线方式下,电池由BAT+--R6—R7—RS1—Q3—BAT-形成电流回路,Q3开通.

反接时,MOS因反偏而关断.

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12

2016-04-29 15:34

@qinzutaim

接下来是关键的地方了,电压电流/转灯控制都放这一块.先上图,各位看看有什么不对的地方,欢迎指正![图片]

图在第九帖里:

关于电压选择,一般情况下铅酸电池正常时认为是2.1-2.2V/节均充时电压2.4-2.5V/节;

锰酸锂,钴酸锂,三元锂标称3.7-3.8V/节,恒压恒流充电时一般选择4.1-4.3V/节;

磷酸铁锂标称3.2-3.3V/节;恒压恒流充电时一般选择3.6-3.7V/节.

因此标称12V的铅酸电池组静态电压应该是12.3-12.6V,均充时14.4-15V.

标称12V的锰酸锂电池组静态电压应该是11.1-11.4V,恒压恒流充时12.3-12.6V.

标称12V的磷酸铁锂电池组静态电压应该是12.8-13.2V, 恒压恒流充时14.4-14.8V.

从数据上看,磷酸铁锂和铅酸有重合的地方,可以用同一电压进行充电,但是铅酸有个浮充的过程,要进行电压切换;

最终选择12V空载是12.6V,铅酸和铁锂充电时14.6V; 锰酸锂充电时用12.6V;

24V时: 空载是25.2V,铅酸和铁锂充电时29.2V; 锰酸锂充电时用25.2V;

36V时: 空载是37.8V,铅酸和铁锂充电时43.8V; 锰酸锂充电时用37.8V.

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LV.3

13

2016-04-30 18:59

@qinzutaim

第8帖图的防反接电路简单介绍一下:正确接线方式下,电池由BAT+--R6—R7—RS1—Q3—BAT-形成电流回路,Q3开通.反接时,MOS因反偏而关断.

图文并茂

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LV.2

14

2016-05-01 17:39

@hjhlql

如果你这样做出的充电器，还不如直接用一个直流DC电源来得更直接。买个直流DC电流，把电压和电流档直接用电阻设置好后用二个旋转档位开关，比你这可靠多了。多搞几个档还可以充1.2V-36V的任意电压电池.用MOS管来做切换也行，用继电器来做切换也行。也可以做到轻触按键来设置。

很实在的办法，但做个东西练练手，也是个乐趣。

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LV.3

15

2016-05-05 19:52

@1783019177

图文并茂

顶，别沉了呀，期待更新

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16

2016-05-11 13:39

@1783019177

顶，别沉了呀，期待更新

5.1回家10天,不好意思

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17

2016-05-11 18:49

@qinzutaim

图在第九帖里:关于电压选择,一般情况下铅酸电池正常时认为是2.1-2.2V/节均充时电压2.4-2.5V/节;锰酸锂,钴酸锂,三元锂标称3.7-3.8V/节,恒压恒流充电时一般选择4.1-4.3V/节;磷酸铁锂标称3.2-3.3V/节;恒压恒流充电时一般选择3.6-3.7V/节.因此标称12V的铅酸电池组静态电压应该是12.3-12.6V,均充时14.4-15V.标称12V的锰酸锂电池组静态电压应该是11.1-11.4V,恒压恒流充时12.3-12.6V.标称12V的磷酸铁锂电池组静态电压应该是12.8-13.2V,恒压恒流充时14.4-14.8V.从数据上看,磷酸铁锂和铅酸有重合的地方,可以用同一电压进行充电,但是铅酸有个浮充的过程,要进行电压切换;最终选择12V空载是12.6V,铅酸和铁锂充电时14.6V;锰酸锂充电时用12.6V;24V时:空载是25.2V,铅酸和铁锂充电时29.2V;锰酸锂充电时用25.2V;36V时:空载是37.8V,铅酸和铁锂充电时43.8V;锰酸锂充电时用37.8V.

电流的选择:

恒流充电和转灯由U2(LM2904)完成.

用TL431作基准电压.

2脚由R34和R35分得的电压,除以RS1得到转灯电流1(充电),LED1点亮.

由于LED1上的电压基本不变,可以当作另一个参考电压使用,由R33,R5,RS1分压到LM2904的3脚作为回差,用处是LED1转灯是时不会反复跳跃,同时得到转灯电流2(充满),LED3点亮.

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18

2016-05-11 19:25

@qinzutaim

电流的选择:恒流充电和转灯由U2(LM2904)完成.用TL431作基准电压.2脚由R34和R35分得的电压,除以RS1得到转灯电流1(充电),LED1点亮.由于LED1上的电压基本不变,可以当作另一个参考电压使用,由R33,R5,RS1分压到LM2904的3脚作为回差,用处是LED1转灯是时不会反复跳跃,同时得到转灯电流2(充满),LED3点亮.

接上帖,

电流分档如下:

2A时:当基准电压接在C8上端位置时,R40上的分压为10mV,既是U2的6脚输入电压是10mV,对应5脚电压为稍大于10mV时恒流电路动作,经计算约为2A;

5A时:当基准电压接到R37上端,R40上的分压约25mV,恒流值约为5A;

10A时:当基准电压接到R39上端,R40上的分压约为50mV,恒流值约为10A.

其它电路简单说明:

U3为电压电流反馈通道,用于恒压恒流信号反馈到前级电路.

U4作为电池正确连接信号的反馈通道,用于开启前级工作,ZD2按电池取用,R22用于限制通过光电耦合器的电流.实际工作电路中,ZD2选用恒流源更合适.

U5用于铅酸的浮充和均充转换,在接锂电时不使用.

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19

2016-05-12 19:30

@qinzutaim

5.1回家10天,不好意思[图片]

PWM部分图,位号没调整过来.

简单说明一下:IC能否工作不但由供电决定,还受2脚电压控制,2脚电压在1V以上才启动.只有U4开通,Q8退出饱和,2脚电压才能提升,IC才正常工作.

Q9及ZD1给 IC提供一个合适的工作电压.

Q6,Q7用于增强IC的驱动能力,并由C13耦合到驱动变压器初级.

R7,R8给IC提供启动电流.

U3是后级电压电流信号的反馈通道.

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20

2016-05-12 19:33

@qinzutaim

[图片]PWM部分图,位号没调整过来.简单说明一下:IC能否工作不但由供电决定,还受2脚电压控制,2脚电压在1V以上才启动.只有U4开通,Q8退出饱和,2脚电压才能提升,IC才正常工作.Q9及ZD1给IC提供一个合适的工作电压.Q6,Q7用于增强IC的驱动能力,并由C13耦合到驱动变压器初级.R7,R8给IC提供启动电流.U3是后级电压电流信号的反馈通道.

图上是驱动变压器和功率转换部分

T2是驱动变压器,Q1,Q2为功率开关管,T1是功率传输变压器.

这是常见的交流输入整流电路.

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21

2016-05-12 19:39

@qinzutaim

[图片]图上是驱动变压器和功率转换部分T2是驱动变压器,Q1,Q2为功率开关管,T1是功率传输变压器.[图片]这是常见的交流输入整流电路.

最后完成的PCB文件截图,和原理图稍有变更,待到作品完成再较对一下.

风扇内置于PCB上,所以板上有个很大的圆圈

然后照例的PCB打样...很快就回的,不急

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LV.3

22

2016-05-13 10:15

@qinzutaim

最后完成的PCB文件截图,和原理图稍有变更,待到作品完成再较对一下.[图片]风扇内置于PCB上,所以板上有个很大的圆圈然后照例的PCB打样...很快就回的,不急[图片]

这两个15N50是同时导通吗？

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23

2016-05-13 13:27

@1783019177

这两个15N50是同时导通吗？

是的.

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LV.4

24

2016-05-13 16:04

@qinzutaim

是的.

备注下，能开发放给我们学习下吗？我想要买个学习用。

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25

2016-05-13 18:54

@jssz_hf

备注下，能开发放给我们学习下吗？我想要买个学习用。

完成后会上传资料,现在的PCB只是针对公司里的外壳设计.

如果要套件估计时间会比较长.

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26

2016-05-13 19:04

@qinzutaim

[图片]图上是驱动变压器和功率转换部分T2是驱动变压器,Q1,Q2为功率开关管,T1是功率传输变压器.[图片]这是常见的交流输入整流电路.

次级IC和风扇的供电部分,CH1来自转灯输出,只有充电电流达到转类电流后风扇才工作,可延长风扇寿命.变压器应该是EC40的,图上标示错误.

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LV.3

27

2016-05-13 19:46

@qinzutaim

[图片]次级IC和风扇的供电部分,CH1来自转灯输出,只有充电电流达到转类电流后风扇才工作,可延长风扇寿命.变压器应该是EC40的,图上标示错误.

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南阳镇平人

LV.6

28

2016-05-14 17:02

@1783019177

顶

就这无私的精神也要顶！

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29

2016-05-17 20:32

@qinzutaim

[图片]次级IC和风扇的供电部分,CH1来自转灯输出,只有充电电流达到转类电流后风扇才工作,可延长风扇寿命.变压器应该是EC40的,图上标示错误.

接下来应该算变压器和动手绕几个啦.

开始动手...

第一个和第二个绕法不同,第三个是电压不同..外观上有区别名得搞错了.

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30

2016-05-18 20:05

@qinzutaim

接下来应该算变压器和动手绕几个啦.[图片]开始动手...[图片][图片][图片]第一个和第二个绕法不同,第三个是电压不同..外观上有区别名得搞错了.

加班时间,装机进行中...

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LV.4

31

2016-05-19 10:31

@qinzutaim

加班时间,装机进行中...[图片][图片]

厉害，学习中，另磷酸铁锂电池可以直接用恒压充吗？比如12V的限压13.7V直充，不做恒流，会有问题吗？

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