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[充电器] cooldiy_cn 1879专题之一:1879的充电逻辑。

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  • TA的每日心情
    开心
    2015-12-10 23:41
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2013-5-27 04:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 cooldiy_cn 于 2013-5-27 11:03 编辑

    要了解一个充电器,就应该先了解它的控制逻辑,也就是当电池达到一个什么样的特定条件时 充电器做出什么样的动作来匹配它,从而达到安全准确完成充电的目的。
    为了解释1879的充电逻辑 先得说说以下三个概念:
    1、静止电压。就是指锂离子电池在没有进行充放电且内部达到化学平衡时的电压,即锂离子电池内部的化学反应都停止进行时的电压。

    2、离线电压。就是指电池充电电流为0(此处只考虑充电)时,电池两端的电压。离线电压与静止电压并不一定相同,因为电池充电电流刚刚降为0时,锂电池内部的化学反应还要进行一段时间才能进入平衡状态。就类似于“惯性”一样。所以充电电流停止输入后,离线电压会立即降低一个值(电阻导致的压差),但不会达到静止电压,仍然会继续下降,需要过一段时间才会稳定下来(此处下降是内部化学反应逐渐平衡的过程),此时可以基本认为离线电压=静止电压。刚刚停止充电时,离线电压会小于在线电压,但会显著高于静止电压,需要不短的一段时间才会达到静止(大约需要10-60s)。这一点很重要,有助于理解1879的充电逻辑。

    3、在线电压。在线电压是指电池在承受充电电流时,电池两端的实时电压。显然,由于电池存在着内阻,而且电池充电还需要额外的能量来克服电池锂离子在正负极发生反应的化学阻力,造成化学的非平衡状态,所以在线电压要高于离线电压,也高于静止电压。在线电压高于离线电压、和静止电压的差值,在电池一定的条件下,与充电电流正相关。即电流越大,压差越高。

    这里怎么理解呢?可以想象充电就是推车。推一辆车来搬砖,启动这个车需要一定能量,匀速运动依然需要克服阻力。停止发力后,车子还会继续运行一段距离才会停止。当然这里没有准确反映电阻、电化学反应阻力两者的区别,只能说还算凑活的一个比方吧。

    为了反映1879在充电控制方面天赋异禀,必须以普通的充电芯片来做个陪衬。就以4056为例子。
    4056在充电逻辑上只有四段:
    1、恒流段(cc)。条件是在线电压小于4.20v(设计值,实际会有偏差)。此时tp4056对电池以设定好的电流值恒电流充电。
    2、恒压段(cv)。条件是在线电压达到4.20v。此时,tp4056不断减小充电电流,以保持电池在线电压等于4.20v。这也很好理解,因为电池不断充电,化学反应不断接近完全,其“离线电压”、“静止电压”会不断升高,为了维持在线电压不变,显然要减小离线电压和在线电压差值,因此电流要减小。
    3、停充。条件是恒压段充电电流减少到预先设定恒流值的十分之一。这个一方面是出于充电后期速度已经很慢,没有必要一直充下去。另一方面,充电器内部控制精度也有限。显然,停止充电之后,电压会下降一个值,然后缓慢下降达到平衡。因此 4056充电结束之后可见一个明显的电压回落(约有0.01-0.05v,视充电电流和电池特性而定)。停充是坛子里智能充电器和傻充的重要区别之一。傻充就是电流虽然不断减小,但是只是转灯,却一直减小电流无限充电下去的那种。
    4、再充电。万一电池由于种种原因,电压下降了(比如用电器用电了,或者电池本身烂内阻太大,电池反应阻力很大、自放电大等原因),当电池降低到一个值时,4056会重启充电依次进行1、2、3过程。这个值是4.08v(设计值)。
    这个tp4056的模式是大多数普通锂电充电ic的模式。称作cccv模式。然而1879注定是不平凡的。它采用了一种特殊的模式来避免了普通模式后期充电非常慢的问题。
    1879 的充电逻辑可以分为5段:
    1、恒流段(cc)。此处与tp4056的恒流段大体上类似。指示灯表现为充电指示灯(一般是红灯)亮,但是间隔9s,会有一个停充1s的过程,此时指示灯会闪动一下。这个停顿是为了检查电池电压是否高于2.5v(防止某些异常电池),和电池温度是否合适。此过程一直延续到在线电压为4.205v(gumphe示波器测得结果)这个阶段指示灯是慢速闪烁的。
    2、第一恒压段(cv-1)。显然1879自身不具备调整恒流值的能力,因此,调节电流的大小的方法是改变充电-停充时间的比例。也就是改变脉冲的占空比来实现。这一段同样是通过改变占空比的大小来维持电池的在线电压为4.20v。直到占空比为50%即等效50%恒流电流充电时,会进入下一个阶段。这个阶段指示灯是快速闪烁的。
    3、半电流恒流段(1/2cc)。这一段,1879维持50%占空比,此时在线电压、离线电压显然都会上升。1879在脉冲的间歇监测离线电压,当离线电压到达4.20v之后,会转入下一个阶段。这个阶段指示灯是快速闪烁的。
    4、离线电压恒压段(cv-2)。此时1879不断降低占空比(从50%一路降低到10%),维持离线电压为4.20v(显然 静止电压随充电不断升高,需要降低离线电压与静止电压之差才能维持静止电压恒定,所以增加停止充电时间的比例)。当占空比为10%时,进入下一阶段。这个阶段指示灯是快速闪烁的。
    5、涓流补充阶段。此时1879从10%不断降低占空比。从而使静止电压不断逼近离线电压。这个阶段指示灯已经转为充满指示(一般是绿色、蓝色)。如果前面的过程总时间不足6.25h,则涓流补充阶段会持续到总时间达到6.25h。如果前面阶段时间达到了甚至超过6.25h,则不会有此阶段。

    显然 1879的速度比cccv略快的秘密在于3、4阶段是监测离线电压的,因为离线电压比在线电压更加接近电池的静止电压(可以反应电池真实的充满度),所以充电电流相对与tp4056可以更大些,当然连接电池导线的电阻在此时也可以一并被忽略掉。因此,1879速度要快于tp4056.这就是1879的魅力所在。



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  • TA的每日心情
    开心
    2017-6-9 10:08
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2013-5-27 05:16 来自手机 | 显示全部楼层
    1879手里有几十片!
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    该用户从未签到

    发表于 2013-5-27 06:44 | 显示全部楼层
    技术贴强顶。
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-8-22 13:13
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2013-5-27 06:55 来自手机 | 显示全部楼层
    學習了!
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2025-5-7 14:19
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2013-5-27 07:12 | 显示全部楼层
    坐下學習學習
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  • TA的每日心情
    开心
    2020-1-13 18:53
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2013-5-27 08:06 | 显示全部楼层
    向LZ学习
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    该用户从未签到

    发表于 2013-5-27 09:06 来自手机 | 显示全部楼层
    本帖最后由 prince_15 于 2013-5-27 09:08 编辑

    1879就是一开关,无限流,关断mos时检查离线电压,所以cc时灯也会隔几秒灭一次。有兴趣的可以翻翻以前的帖子,1879已经研究非常透彻了
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  • TA的每日心情
    开心
    2015-12-10 23:41
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    [LV.7]常住居民III

     楼主| 发表于 2013-5-27 09:09 | 显示全部楼层

    这个不和逻辑 因为cc段结束监测的是在线电压到4.205v为终点
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  • TA的每日心情
    开心
    2017-12-14 22:21
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    [LV.5]常住居民I

    发表于 2013-5-27 09:12 来自手机 | 显示全部楼层
    TP4056/4057还有一个低电压预充阶段,就是当电池端电压小于2.9V时,以小电流进行预充。
    对于1879的脉冲充电方式,存在一些争议,有人反映脉冲方式较大的电流(电压)瞬时值对电池不利,有充鼓电池的案例。
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    该用户从未签到

    发表于 2013-5-27 09:41 | 显示全部楼层
    无标题.jpg
    看了pdf 感觉 1879的供电就是被充电的电池提供的(8脚)。1脚的in作为电源就绪信号,使1879开始工作。
    至于脉冲充电,我用555和358做了一个全程脉冲的,用了将近一年了,很好用,也没见电板被充鼓。停充电压稳稳地就是设定的值
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2023-9-8 20:54
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2013-5-27 09:42 | 显示全部楼层
    长篇大论
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  • TA的每日心情
    无聊
    2014-7-29 08:39
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2013-5-27 09:49 | 显示全部楼层
    学习
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    该用户从未签到

    发表于 2013-5-27 10:18 来自手机 | 显示全部楼层
    cooldiy_cn 发表于 2013-5-27 09:09
    这个不和逻辑 因为cc段结束监测的是在线电压到4.205v为终点

    去看看pdf就知道了,关断检查电压
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  • TA的每日心情
    无聊
    2019-8-2 09:08
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2013-5-27 10:41 | 显示全部楼层
    新手进来学习一下
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  • TA的每日心情
    开心
    2022-2-28 09:34
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2013-5-27 10:55 来自手机 | 显示全部楼层
    学习
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  • TA的每日心情
    开心
    2015-12-10 23:41
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    [LV.7]常住居民III

     楼主| 发表于 2013-5-27 10:59 | 显示全部楼层
    prince_15 发表于 2013-5-27 10:18
    去看看pdf就知道了,关断检查电压

    多谢提醒 原来是关断检查电压是否小于2.5v 温度是否正常
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  • TA的每日心情
    开心
    2019-7-25 13:14
  • 签到天数: 184 天

    [LV.7]常住居民III

    发表于 2013-5-27 11:46 | 显示全部楼层
    留名,慢慢看
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  • TA的每日心情
    开心
    2022-6-7 16:32
  • 签到天数: 413 天

    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2013-5-27 12:00 来自手机 | 显示全部楼层
    看过了
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  • TA的每日心情

    2014-9-16 01:15
  • 签到天数: 8 天

    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2013-5-27 12:05 | 显示全部楼层
    不懂,学习学习
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    该用户从未签到

    发表于 2013-5-27 12:07 | 显示全部楼层
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