鋰電池大電流充電器製作遇到問題

david58815

各位好

小弟目前在製做一個具有4.3V6A的18650A充電器(一次可以充6顆並聯的18650)

目前小弟用 DW01G的保護IC配合MOSFET去調整電流

之前實驗時，先利用1顆18650A充電看看,一開始用5V1A的方式充電,電池充到4.07時IC起作用斷路

後來又改4.5V充電時電池到4.1也停止充電,最後調4.3才將18650A充飽至4.24V


後來實驗用4.3V1A的方式下去充電,可以吃到電流1A且不用調整電壓一次將電池充飽電

現在我將這概念

用在6科18650A並聯上,但是遇到一些問題
我一樣用4.3V5A(power supply 最大電流輸出),結果電流卻只有1.23A

然而我將電壓調大至5V電流就有2.5A,

電組公式 是 R(MOS)= Voip(150mv)/2IT(充電電流)   {保護IC提供給我的算法}

還請各位前輩,多多指教,如果有遺漏或者不懂,我再補充

第一次發文 請鞭小力一點

感謝

legion

不好意思,像這類問題應該有實際線路圖樣比較合適
不然電路只能用想像的,大部份最後都是無解的

maxcar

然而我將電壓調大至5V電流就有2.5A,
真勇敢
過高電壓--------------------有可能會爆炸

kolinking

基本上用保護IC來充電本身就不太適合了。保護IC是用來保護過充、過放，避免電池燒起來的，當保護IC起作用時，其實電池已經應該過充了吧。

就我所知，一般鋰電池充電大約到4.15v~4.25v就好了，大部份都是定在4.2v。只有對岸同胞的便宜充電器老是要設在4.25v或更高。說是充的比較飽。結果是電池死的更快。n_102|
如果都已經有電源供應器了，那不是直接設定好定電流，定電壓就可以充電了嗎？還要保護IC做什麼？另外如果電池要並聯充電，應該是要本來就配對好的Pack。不然你設5A充電，有些電池的充電電流會不只1A吧。

如果要充電的話，應該用專用的充電IC會比較好吧。像TP4057可以試看看(不過也是對岸做的)。

david58815

充電保護電路圖

各位前輩好

上圖是我附件的電路圖



我內容有出現錯誤,我今天要弄的是過充過放的保護電路

我目前是要將這個電池放置在外面,然而之前只有傻充,

所以一開始都用power supply 調5v5a這樣充六顆並聯18650A,這樣做是可行的

但是遇到問題就是,因為電壓太高所以保護板會斷電,因此必須要再將power supply的電壓調低如4.3V

這樣可以持續充電直到電池電壓實際上量測到是4.24V(18650ADatasheet 裡面這是符合的)

但是現在希望用4.3V 5A的方式 初始使用CC方式,5A的電池的平均電流約為0.8A這樣3~4小時可以實際充好

目前市面上的都是電流比較小的充電器,因為大多都是對1~3科充電,我是一次將六個電池並聯充電

最終的目的是希望將這保護電路弄好,再做個充電器,之後可以放置在外面,請人幫忙充電就好,不必人員特地去拿回來充電,但是也有做到過充過放的效果

如還有疑問 還請各位多多指教

謝謝

xiaolaba

電池充電, 其實比想像中來得簡單一點
不過鋰電池最好 5C 或 1C 充電, 端電壓最高不要超過 4.1V/4.2V/4.3V, 對應 3.6V/3.7V/3.8V 的鋰電池, 3,8V 俺也沒有過, 不過看過資料. IPHONE5用的是3.8V鋰電池

至於充電源電壓和電池電壓的關係

你用
克希何夫電壓定律(Kirchhoff Voltage Law， KVL) 看就比較好理解
充電電流
你用
克希何夫電壓定律(Kirchhoff Current Law， KCL) 看就比較好理解

http://blog.udn.com/markhsia/4550302

(不要忘記時間的存在. 充電開始, 例如電池電壓3.6V, 慢慢電池電壓會升高, 所以充電電流會慢慢減少, 如果要維持充電流不變, 恆流, 那要什麼動作才能達到你的目標!? 自己琢磨一下就理解了)

也有朋友提出過, 鋰電池充電, 原來設計你給他多少電流, 他就充多少, 但是太高不安全. 過放電它就損壞, 才會有保護板. 俺試驗過, 自己DIY的簡易鋰電池, 沒用保護板, 只是充放電截止電壓都由MCU控制, 用了半年還沒壞, 供你參考.

antlu

可不可以把電源供應的電壓設在4.2V 然後以一般公式計算1A的電流來用電阻限流這樣的話初充的時候電流被限定在1A,然後隨著充電電壓上升電流減少變成恆壓充電,最後到 4.2V的時候電流變成0,如此放再久也會沒事!! 還有為了防止各電池之間互灌你還要各增加一個二極體串在電池前方,所以充電電壓又要上升0.5V,這樣才行吧!! 鋰電池保護電路 有過衝過放保護,但是 18650沒有過放保護,有過充的保護就是"壓力釋放片",你可能是想用"鋰聚電池"的保護電路來當充電器吧!! 都拿來充電了,所以不會有"過放"的問題!! 倒是你自己的電路要有"過放"保護,否則放一久電池還是"掛了"!!

david58815

回antlu 大大

提供的方法,我會試看看,我po的那個公式是保護ic給的公式,電路圖,也是照保護ic給的應用接的
另外這科ic有過放保護的裝置,目前放在野外實驗,還沒有壞掉問題發生

只是因為充電方式太麻煩了,每次都先用5v5a這樣充電 然後再將電壓變小繼續充電池到充滿;所以想先製作一個輸入4.3v 6a的保護電路來充電池,之後再做一個充電器,這樣以後就可以請當地的員工幫忙充電,不必特去拿回來自己充電又有過充過放的機制

回xiaolaba 大大

我有先測試過1科電池的充法,也是先用恆流後面定電壓的充法
您提供的方法我會再酌魔一下

謝謝

kolinking

那個保護IC的公式是"過放"的電流公式，不是控制充電電流的。

一顆充電用5v5A會充到4.07, 4.5v1A會充到4.10是因為電池內阻的關係。因為5v充電時，電池電壓+內阻x1A的電壓到達4.3v後被保護電路斷電。所以斷電後電池電壓只有4.07v。4.5v時會比較高，是因為保護電路作動時，充電電流比較低，所以內阻造成的壓降比較小。

5v5A電流達不到應該是用的MOS的導通電阻比較高吧。如果MOS內阻是0.2ohm，兩個就0.4ohm，那1A時就多0.4v的壓降，2.5A就多了1v的壓降。電流就達不到，所以如果要用4.3v5A充，那MOS的Ron得要小到5m ohm吧。

總而言之，還是需要定電流定電壓的充電器，不然小心充電危險。

david58815

回kolinking大大

感謝你,原來那個是過放的公式,我一直以為 是充電或放電都適用,感謝你的糾正

如同您說的,我現在是打算做到4.3V 5A定電壓定電流的情況下 對這個保護板上的電池充電

我先算一下MOS所需要幾m ohm,我似乎有了解我的問題出在哪裡了

感謝喔!

david58815

各位前輩好

我現在把電源供應器故定調成4.3V 5A 這樣就可以當作定電壓定電流的充電氣吧@@?

另外,我想問一下,MOS 在4.3V導通時的 rds=5 mohm 的編號,我有查到一些,只是目前還沒看到有人在賣,
我想請問一下 哪邊可以得到MOS之類的訊息,或者可以給我個方向如何去有效的查到mos的編號,感謝

雄爸爸

有編號也不見得在市面上買得到

這是"安森美"官網的資料,你參考參考
http://www.onsemi.cn/PowerSolutions/parametrics.do

IR官網
https://ec.irf.com/v6/en/US/adir ... &N=0+4294841672

剛剛找了一下,建議你直接從IR的官網下手搜尋會比較多選擇
找到需要的零件編號,或許可以跟官方申請樣品試用

專炸元件

保護IC要注意他是用在幾節鋰電的喔
再說充鋰電的話有一些先把他搞懂
找到的資料http://www.vr2xxt.com/vr2xxt/doc/Diy/Lion-Basic.htm
充電其實可以不用保護IC可以直接充
六顆並連一起充
有電源供應器跟時間的話先用3.5V充等電流變很小時再調到4.2V注意喔4.2V是臨界充電電壓不可以在大了
在大傷電池

雄爸爸

MOS FET ( 場效 電晶體 ) ( NXP BUK952R8-30B ) TO-220AB (N-CH) 30V 237A 0.0024Ω 300W
http://goods.ruten.com.tw/item/qa?11081019295209#qna

kolinking

如果保護電路板夠的話，比較建議是六個18650各接一個保護板，然後再並聯在一起。充電的話，就接4.2v5A定電流定電壓充電。這樣不管充多久都不會有問題。而且有過放電保護。

使用低Ron的MOS雖然可以加大充電電流，但是放電的保護電流也會加大。會變成失去放電過電流保護能力喔。

雄爸爸

kolinking 發表於 2013-1-20 02:27 AM static/image/common/back.gif
如果保護電路板夠的話，比較建議是六個18650各接一個保護板，然後再並聯在一起。充電的話，就接4.2v5A定電 ...

鋰電池的使用,會因為場合不同,對保護電路會有所取捨
例如:遙控電動飛機  動力飛行傘 (引擎發動電池)
因為要減輕重量&瞬間放電率高,都不會使用保護板

樓主要的是定電壓定電流的充電電路,並沒有要放電保護電路
因此,只要充電電路&放電電路的路徑是分開的,即可各自取捨

kolinking

雄爸爸 發表於 2013-1-20 07:59 AM static/image/common/back.gif
鋰電池的使用,會因為場合不同,對保護電路會有所取捨
例如:遙控電動飛機  動力飛行傘 (引擎發動電池)
因為 ...

謝謝雄爸的指導，對鋰電又多了更多認識。

倒是蠻好奇樓主最後是會使用定電流定電壓的充電器來充電嗎？如果是的話，就像雄爸說的，直接對電池充電就好了，根本不用經過保護電路，這樣就不會有充電電流不足的問題啊！

雄爸爸

kolinking 發表於 2013-1-20 12:11 PM static/image/common/back.gif
謝謝雄爸的指導，對鋰電又多了更多認識。

倒是蠻好奇樓主最後是會使用定電流定電壓的充電器來充電嗎？如 ...

鋰電池在放電截止之後的充電初始電流會過大
容易造成鋰電池的過電流充電
因此鋰電池的初始充電模式必須為定電流
當鋰電池的電壓慢慢地升高之後,充電電流相對的會變低
此時必須以定電壓方式充電
想要在最短的時間內讓鋰電池充飽電
就要針對鋰電池的特性,以最大電流充電,之後再定電壓慢充
如果不考慮充電速度的話
只要使用4.2V電源再串接一顆電阻限流即可
初始充電之電流有電阻做限流,充再久電壓還是不會超過4.2V

港都狼仔

如果有電壓/電流可調電源，活用其CV/CC設定也可以達到較好充電效果

david58815

各位大大好


看完了各位給的意見,我想了一下,我現在被保護IC給箝制住了,原因是我需要保護IC的放電保護

目前電池與保護IC是結合在一起的,這樣會讓我在充電時 電流沒辦法達到最大,電池充電時間會超過原本的三個小時,我先找歐姆的MOS,也或者我將充電與放電兩個電路拆開,這樣充電的時候就可以不必受到保護IC影響,放電再設計過放保護的機制,這樣應該可以

但是我得想一下 如何將兩個電路分開又放在同個地方,因為電池充完電之後會放在野外供電,出入口只有一個(USB阜),還請前輩們多多指教  謝謝

maxcar

保護板不要用
其他電池全接在一起
我的行動電源就是這樣改的--用八顆電池--------------
用定電壓4.2v
電流就看你電源能提供多少的問題
如果有一個電池溫度保護最好---------

david58815

回maxcar

保護板不用的話,電池放電時會有過放的現象,很怕電池充不回來@@

過充保護,目前就適用定電壓定電流的方式下去充電

以上

謝謝

maxcar

david58815 發表於 2013-1-21 12:06 PM static/image/common/back.gif
回maxcar

保護板不用的話,電池放電時會有過放的現象,很怕電池充不回來@@

不會阿
因為你usb輸出是轉換出去的
所以電池保護在輸出的地方
充歸充-----------------------完全是分開的
行動電源-------------------------就是這樣

david58815

回　maxcar　大大

我的意思是說我只有一個USB，拿來做充電跟放電一樣也只有這一個阜

行動電原都是一個輸入一個輸出兩個阜來使用，我用的是這樣

所以我要想如何輸出保護而輸入直接定電流定電壓充電

雄爸爸

USB耐得住6A電流?????

maxcar

只有一個USB就當輸出
另外接一條充電線
不然你說USB一般最大2a
你如何充大電流

kolinking

保護電路的保護方式是，
電壓過充，偵測電池電壓，過壓時切斷M2。
電流過充，偵測CS到電池負極電壓，過壓時切斷M2。
電壓過放，偵測電池電壓，低壓時切斷M1。
電流過放，偵測CS到電池負極電壓，過壓時切斷M1。
短路放電，偵測CS到電池負極電壓，過壓時切斷M1。

電流偵測都是靠偵測CS到電池負極的電壓，所以一個最簡單的方法，把CS接的那個R2電阻，原本接Bat-的那一頭，改接到電池的負極，這樣就可以取消所有電流偵測功能，但仍保有充放電電壓偵測保護功能。不過要注意使用MOS的耐電流能力，不然會過熱燒掉。

david58815

回 kolinking 大大

你意思是指 我直接將CS腳位不接電阻,直接接地這樣嗎?

回maxcar 大大

我有試著先用5V5A這樣對電池充電,沒有加保護板的充過,詳細情形 如我之前回文那樣

謝謝

maxcar

usb輸出是轉換出去的
所以當電池低到一個電壓usb就無輸出
電池4.3v需要升壓才有5v
你看我的圖電池全並聯----------------------電池還有一個可拆接頭
如果要快充就把接頭拆下
平常就用usb慢充

david58815

各位前輩好:

小弟我有個問題想請問一下

我直接對電池充電,此時電池的內阻,我應該怎麼算

我實驗數據如下 電池都是六顆並聯

電源供應器  (V/A)             實際上的電流

4.3V /5A                               3.4A

4.5V/5A                                 4.4A

5V/5A                                    5A


以上是我測試的結果,想問一下 電池內阻怎麼算

我的電池是 Panasonic 18650A 3100mA的

還請各位前輩指導一下  謝謝