简单可靠的锂电池充电器,Lithium-Ion Battery Charger

简单可靠的锂电池充电器,Lithium-Ion Battery Charger

关键字：简单可靠的锂电池充电器

最近买了些锂电池，尤其是没有保护板的，打算串并联成电池组。但锂电池骄气，担心万一过流短路，因此设计了一个简单的锂电池充电电路，借这里人气旺盛贴在此处，虽然题目上说“出售”，那只是靠题罢了，实际售价为0，无偿提出供讨论。

电路很简单，元件很容易廉价获得，适用范围很宽，可以适应1节－4节串连电压，充电电流可以通过元件参数选择，充电特性也比较理想，原理如下：

由LM317和R1、R2、R3组成一个典型的恒流电路（431暂时认为断开R4比较大可以先不看）。当电压不太高时保持恒定的充电电流。以两节电池充电为例，理想状态下，充电电流应该是电压达到8.3V前一直保持恒定。当A点电压达到拐点值8.3V时，经过R4、R5分压，TL431开始导通，并把LM317的基准点电压从8.3V逐渐拉下。所谓拐点就是指电流开始下降的那点。直到电压达到8.4V的0电流点，A点仍然保持这个8.3V电压，LM317的输出Vout下降到8.4V，其调整端下降到7.17V。

电池电压为8.3V时（拐点）各点的电压都标在图上，充电截止（8.4V）的各点电压以括号形式也标在后边。


元件选择
LM317，三端可调串连稳压块，选塑封的，LM317T，常用。根据电流不同，应选用相应的散热片。
TL431，三端可调并联稳压块，与一个小三极管外形一样，常用。
RL就是外接被充电池。
电流采样电阻R1，计算方法是R1=1.23/充电电流。例如，若充电电流为0.3A，则电阻应该选择4.1欧。这个电阻一般要选择功率大一些的，比如1A就应该是2W的。

可调电阻R4可以选择那种篮色的精密多圈，取比额定值大一些的，比如23.2k的就可以选择25K的多圈。若嫌多圈太贵或难找，也可以用一个固定电阻串连一个普通可调电阻。例如23.2k的就可以选择22k固定加一个2.2k－3.9k可调节的，以便进行精细调节。

电阻R2的要求不是很高，可以采用串并联的方法得到。比如8.8欧可以选择10欧并联75欧（或并50欧－91欧）

若电路设计为适应不同的电压，比如可以转换完成2节、3节、4节电池的充电，那就应该分别选择可调电阻，并找一个2刀3掷波段开关，用来切换两个可调电阻。

若要求充电电流也可以变化，自然也可以使用波段开关来转换。

调整时，接上电源（需要高于电池最高电压3.8V或以上，在此例中，为12.2V），不接负载，调整R4使得Vout为8.4V即可。验证：用电流表短路Vout到地，应该是额定电流。

这个电路的弱点是：没有反接保护。反接后尽管不会马上有什么损害，但电池放电。
另外，若是接入比额定值高的电池（比如2节电池的充电电路接了3节电池），则有少许放电。

刚才试验了一下，为了省事，直接仿照电路图搭焊，也算直观，经过测量，一切均为预期，试验成功。
这个电路的特点是：
简单容易做，充电特性很理想。

试验电路中，我的电阻选择：
R1：3.9欧，1W
R2：8.7欧（10欧并68欧）
R3：100欧
R4：20k＋5k可调
R5：10k
实际测量恒流电流为0.32A