闲的00疼，30元电钻充电回路分析

jiamu8 · 发表于 2015-4-1 16:59

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本帖最后由 jiamu8 于 2015-4-3 12:06 编辑

下午实在没事做，分析了充电回路，写出来给大家看看

先借用数码火山海客的电路图。谢谢，图画的太好了

QQ截图20150401161301.jpg

这个充电钻大概是8年前设计的，还没有便宜的锂电池充电芯片，所以用锂电池保护IC DW01 做了一个充电控制电路
主要有输入二极管D2，电阻R400，MOS管IC2，电阻R8，U2 DW01组成。这几个元件串联组成了一个限流超压关断的充电电路。
DW01标准应用电路5,6脚直接连电池，充电保护门限值是4.30V，也就是5脚6脚之间检测的电池电压超过4.30V，控制脚3输出低电平，关断MOS管切断充电回路
而充电钻的充电回路中锂电池和R400、R8电阻串联接到DW01的5,6脚，也就是充电过程中两个电阻的电压和电池电压加起来超过4.3V，DW01就翻转，切断充电回路，充满指示灯绿灯亮，充电指示灯红灯灭。

仔细分析一下原机的充电电流，设计的很有特点，用最简单的方法实现了可靠充电。
在充电初始阶段R400 D2 R8 限制了最大充电电流，充电电流随着电池电压上升慢慢减小，当电池电压接近4.2V，只要有充电电流，两个限流电阻上的压降决定了停充点，所以电池不会充过4.2V
合理调整原机充电回路元件参数，就可以不增加充电板等元件用最小的改动保留原机指示灯功能，用普通5V充电器可靠快速充电。

经过试验，
首先短接R400，
R8 不动，
5V输入的情况下充电电流300mA，电池充满时，R8上的压降超过0.1V，也就是100mA时停充。

大电流充电方案：R8并联0.5Ω电阻，总电阻0.33，最大充电电流1A以上，300mA停充，这样就可以用2A的充电器快速给电钻充电了。

以上只是简单实验测量数据，算上二极管压降，新旧电池等因素，实际电流会有变化。

第二天发现新问题：

这个充电电路毛病很多，改大电流充电后，电源电压高会造成提前转灯，比如5.3V，充不到100%满，不过一般能充到4.0V以上

比较麻烦的是如果电源电压太低，比如低于5.1V，因为D2管压降个体差异很大，0.7-0.8V都有，，充电最后阶段压差太小，充电电流小，会造成R8上压降太小，充满不转灯。
比如我的大猪头，带载后升到5.3V，空载5.1V以下，用它充电就会不转灯，
只好把D2换成管压降0.7V的二极管解决，5.00V也能正常充电了

坛友PBX2改造好了，很成功，改造图，借用一下，

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这是电池电量还没耗尽时开始充电的，转绿灯时电流是100mA电池的电压是4.19*V，已经很给力啦！

再次感谢楼主无私奉献！

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betalin · 发表于 2015-4-1 17:16

本帖最后由 betalin 于 2015-4-1 17:35 编辑

顶我要把4057拿掉！！！
开了孔填回去 nnd
改大电流，1N4007估计热得不行，要换？
我昨天就在搞，接4057前，试验一下原电路，感觉挺有意思的。
电池3.6v，插DC头输入5.4v，可以充电，电流300mA的样子，之前试过，能大概冲到电池3.8V。换插个5.8V的DC头，直接亮绿灯（电池3.6X）。这马上就不明白了。
难道插入DC的时候，我的电源保护了？

shk_136 · 发表于 2015-4-1 17:21

楼上太有意思了。

盘儿净 · 发表于 2015-4-1 17:38

支持，虽然看不懂，但我能照着做。
两个方案都必需要把R400短接吗？

zxjses · 发表于 2015-4-1 17:42

直接塞了个双4057到电池上.在尾部钻个孔,能看到灯光就行.

米香辣 · 发表于 2015-4-1 17:50

所以，我找了一个5.3v的充电器，没改动，8个小时左右能充满转绿灯！

L555T_007 · 发表于 2015-4-1 18:18

就是直接利用保护板停充，
因为R400+R8+MOS有一定的压降，到了停充动作电压点的时候，电池电压还没到保护值，所以不会过充。
而且保护IC的可靠性很高，使用上没啥问题，
前提是外部电压不要太低

如果外部电压过低，电流小，R400+R8+MOS的压降低，那么长时间充电，电池电压会更接近4.30V的常规保护IC动作阀值。
有点偏高，影响循环寿命。

4.25V或更低的保护IC也有,但不常见

==============
电源负极还接了什么其它电路，否则没必要分成2个限流电阻啊
而且这个电路取消了过流保护

Junyee · 发表于 2015-4-1 18:28

拆开一看电路还挺复杂的.
5V输入可以充,电压一高马上转灯..
改4056还要顾上面的LED灯,还是算了,

jiamu8 · 发表于 2015-4-1 18:45

L555T_007 发表于 2015-4-1 18:18
就是直接利用保护板停充，
因为R400+R8+MOS有一定的压降，到了停充动作电压点的时候，电池电压还没到保护值 ...

R400 R8 两个电阻作用不同，

原设计是6V输入小电流充电，R400的作用主要是限流降压，从而保证在充满前电池+R8的电压不会超过4.3V

不增加其他充电板，在原机基础上改大电流充电必须去掉R400短接；

R8不能去掉，改大电流后及时转灯就靠R8上面0.1V的电压。

这个是充电回路不会过流。

放电过流保护是靠另外一个DW01+LM339 和那个大MOS管实现的。

TEMS · 发表于 2015-4-1 18:56

看看。学习一下

jiamu8 · 发表于 2015-4-1 18:59

Junyee 发表于 2015-4-1 18:28
拆开一看电路还挺复杂的.
5V输入可以充,电压一高马上转灯..
改4056还要顾上面的LED灯,还是算了, ...

写这个分析就是想讨论不增加外接充电板的情况下 5V输入实现大电流充电。

jiamu8 · 发表于 2015-4-1 19:04

betalin 发表于 2015-4-1 17:16
顶我要把4057拿掉！！！
开了孔填回去 nnd
改大电流，1N4007估计热得不行，要换？

4007 要换大一点的；提前转灯不是电源保护，是电池+R8的电压太高了，超过了DW01 的保护值4.3V。

先短接R400，5V输入充电没问题。想要再大一点电流，需要改小R8。

PBX2 · 发表于 2015-4-1 19:10

本帖最后由 PBX2 于 2015-4-1 19:11 编辑

顶了！楼主强大

。我就是想在原有的基础上改改就好。另外想问“R8并联0.5Ω电阻”这个电阻有功率要求吗？

盘儿净 · 发表于 2015-4-1 19:10

貌似30元的电批有三个版本的电路，楼主的改造方案适用哪种？

hfshen · 发表于 2015-4-1 19:50

本帖最后由 hfshen 于 2015-4-1 19:55 编辑

楼主的第一种方案充电的话充电电流太小了，要想充满，要很长时间的。估算下平均充电电流：(5-0.7-3.9)/1.X，只有300多mA。充满一节普通的2600mAh的大红袍需要8至10小时。第二种方案还可以，就是需要并接2W左右的电阻。

L555T_007 · 发表于 2015-4-1 19:56

hfshen 发表于 2015-4-1 19:50
这样充电的话充电电流太小了，要想充满，要很长时间的。估算下平均充电电流：(5-0.7-3.9)/1.X，只有300多mA ...

用PMOS代替二极管防反接，然后加大R8恢复原先的电流值，这样电流变化就没那么大了，

jiamu8 · 发表于 2015-4-1 19:57

PBX2 发表于 2015-4-1 19:10
顶了！楼主强大。我就是想在原有的基础上改改就好。另外想问“R8并联0.5Ω电阻”这个电阻有功率要 ...

阻值很小，功耗也很小，能找到多大就用多大吧。

我用的两个1/4W 1Ω电阻并联的，加上原来的1Ω电阻，耗散功率足够

jiamu8 · 发表于 2015-4-1 20:00

hfshen 发表于 2015-4-1 19:50
楼主的第一种方案充电的话充电电流太小了，要想充满，要很长时间的。估算下平均充电电流：(5-0.7-3.9)/1.X ...

不需要2W那么大的，阻值很小，功耗也很小，能找到多大就用多大吧。

我用的两个1/4W 1Ω电阻并联的，加上原来的1Ω电阻，只是有点温。最热的是那个 1N4007，需要换个大的

PBX2 · 发表于 2015-4-1 20:01

jiamu8 发表于 2015-4-1 19:57
阻值很小，功耗也很小，能找到多大就用多大吧。

我用的两个1/4W 1Ω电阻并联的，加上原来的1Ω电阻，耗 ...

哦！找你这么说，这个电阻最终阻值是0.5欧姆？对吗？

看了，0.3-0.5大概都行，谢谢啦！

jiamu8 · 发表于 2015-4-1 20:05

PBX2 发表于 2015-4-1 20:01
哦！找你这么说，这个电阻最终阻值是0.5欧姆？对吗？
看了，0.3-0.5大概都行，谢谢啦！
...

一共用了3只电阻，我表述的不太清楚

呵呵对的，随便找个电阻并上试试就知道了，最终阻值0.3-0.5 都行

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