实用的锂电池充电器,Lithium-Ion Battery Charger

实用的锂电池充电器,Lithium-Ion Battery Charger

关键字：实用的锂电池充电器

    笔者使用过几种锂离子电池充电器，充足电的锂电池开路电压为4.2V，并且允许2小时快充。半年前购得品胜CRV3锂电套装(3.6V1360mAh电池1个，充电器1个)为科达数码相机CX7330使用，以替代二节5号电池。该相机说明书说CRV3为电压3V的锂电.配套的充电器输出4.5V／0.3A。首次充电约4小时充电灯灭，电池开路电压可达4.2V。用几次后发现充电时间明显缩短，充电结束后开路电压仅为3.8V。去经销商处更换一节新电池，没用几次又重出故障。为了探求原因，对电池作充放电测试，电池电压放电到3.7v时，再用自制的LM317恒流源为其充电(充电电流0.3A)，每隔10分钟记录充电在路电压和电池开路电压，当充电在路电压达到4.8V时，电流突然变为0，此时电池内部过压保护电路动作，迅速切断电路用万用表测电池开路电压为4.15V，重新上电又正常充电，没1分钟保护电路又动作。立刻用12V稳压电源串接不同阻值电阻(获得不同充电电流)接至电池，测得其在路电压从4.35V至4.73V(充电电流0.25A)，接着又做放电特性试验，用不同阻值的电阻作负载串接电流表，在电池的初始时，开路电压为4V。放电电流从0.2A～0.58A，对应的电池在路电压为3.73V-3.31V，本测试时间尽量短，以防电池开路电压下降对测试影响。我又用一只13Ω/2W电阻作负载连续几小时放电，在电池放电在路电压为2.9V(开路电压为2.3V)停止放电，将电池装回数码相机内，相机已不能上电启动。

    以上试验说明，该电池为了替代一次性CRV3锂电(3V公称电压)，内部除装有充电锂电特有的保护电路外，还串有类似于lN4007类的二只反极性并联的二极管.以获得充放电均较内电芯低0.6V左右的输出电压，这种“特殊”的锂离子电池，用常规的4.2V恒压限流充电方法是不可能充足电的，如果将原配充电器开路电压提高，需作很多尝试，以确定合适的电压，但是电池内部所串二极管在充电过程其导通压降并不稳定。因此这种方法的改进方案不成熟因而被放弃，最终选择附图所示的电路，经试用效果非常好。该电路除具备较高的能量转换效率(自热低)外，其最大特点是在电池开路(无充电电流)时，监测电池电压以此判定电池的充电是否停止，因而可排除电池内阻及触点接触电阻较大带来的影响，特别是大电流充电时效果更明显。为了保证充电电压控制的可靠性和精确性，仍采用美国国半公司的LM3420-4.2芯片作充电控制，N1(LM2575)和N4A(LM358)组成开关式恒流电源，恒流电流I=1.25／R0*(R11/R12+1)。R0为电流取样电阻(R14+R15)，可改变相关阻值获得不同恒流值。N5(LM555)时基电路作为单稳态触发器，定时时间由R5、C3决定，约5秒。当电池电压低于4.2V时，N2输出(OUT端)为低电平0V，时基电路的②脚也为低电平，其输出③脚持续高电平，HL2充电灯亮，VD3截止恒流电源向电池充电。当时基定时结束(恒流充电停止)时，N2检测电池电压，若高于4.2V，N2输出高电平(约3.2V)，时基电路得不到低电平触发条件退出定时状态，此时vD3导通，N1停止输出，充电完成。N3用于充电器输出电压限制，防止未接电池时输出电压太高，本例限制为5V(R10决定)。其他电路原理简单这里从略。电感可选市售品但电流为1A的。LM2575-ADJ为可调型，不必安装散热片，可用市售通用试验板焊接，但注意C1、C2、VD1元件引线尽量短且接在LM2575-ADJ引脚根部。本电路只要元器件达到要求，焊接无误，通电可正常工作，电路供电DC1O～15V。