【2A充电器】详细技术说明，预订或有兴趣移步藏品交流区

fineday

http://www.shoudian.org/viewthre ... &extra=page%3D1

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基本上这个充电器也差不多要完成了，在这儿写一下详细的说明吧。
首先是功能。介绍翻译自芯片PDF。
翻译一下LM3621芯片PDF的介绍。
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概览
LM3621是一颗全功能的，支持恒压和恒流方式的锂电池充电控制器。在无需高精度外接电阻器的情况下，在指定温度条件可以提供1%的电压精度。这颗芯片负责控制五种充电模式：检测、快速、涓流、监视和维护。除此以外，LM3621还能检测和报告诸如电池失效、过流和超压等错误。整个芯片的架构基于高增益恒压和恒流控制电路。

LM3621可以设计为开关充电器、线性充电器和离线交流适配充电器。

在LM3621中包含了一个逻辑控制器，精确带隙参考电压源，高带宽跨导差分放大器，电压比较器，还有输出缓冲。它的封装形式是16脚SOIC，设计工作温度为0到70度。

关键特性
·高精度电压输出（+-0.5％，25摄氏度）
·两个可选的输出电压（4.1V或4.2V）
·对于充满的电池，芯片内部漏电流低于1uA
·预先检测严重过放的电池（0到2.55V）

功能
·自动的充电中止控制
·预设或用户自定义的充电电流
·用于充电状态指示和错误报告的LED驱动器
·电池自放电检测（维护）
·过压/过流错误检测以及保护
·失效电池检测
·针对手机设计的充电电流倍增控制
·充电中断信号输入
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接下来是充电流程介绍，同样翻译自芯片PDF。
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1、        待机模式
当LM3621的Enable及Boost输入为低电平时，芯片会进入待机状态。无论何时，Boost脚的逻辑电平都会覆盖Enable的设置，并且Boost模式会被随之启动，除了以下两种状况：1、连接到充电器上的是深度过放的电池（例如电压不到2.5V），或2、当充电中断脚为低电平。Boost状态下，两个LED都会点亮。在待机模式下，充电器的输出电压会设置在4.1V或4.2V（取决于Vset脚上的逻辑电平，高电平为4.2V，低电平为4.1V），PFD输出为低电平，因此充电管截止。LED驱动器管脚处于开路状态。
2、充电过程初始化
LM3621通过Enable脚的电平来判断电池是否安装。当没有安装电池时，Enable脚应该接低电平，而当安装完币后，Enable应当接到高电平，以启动整个充电过程。
当电池以连接到充电器，Enable脚置高电平后，LED1点亮，等待1秒钟后，接通充电电流。在该1秒延迟时间内，LM3621会检查电池的状况以决定应当以何种模式启动充电过程。如果电池被严重过充或过放，PFD会保持低电平，阻断充电电流，同时两颗LED均会以0.8Hz的频率闪烁，以表示错误。如果电池电压低于2.55V，则LM3621进入Hi-Z模式（即电池检测）。在此模式下，输出电压被调整为4.1V，电流检测电阻上的电压被调整至50mV。LM3621能够给被过放至0V的电池进行充电，原因在于，电池后端的N沟道FET的导阻被PDF信号所控制。这样就可以保证不论电池电压是多少，都可以让电流检测电阻两端的电压维持在50mV，而不会导致充电器的调整回路误以为电池组已短路。在最长1小时内，LM3621会保持在Hi-Z模式下。如果在1小时后电池的电压没有达到2.55V以上，则PFD会重新输出低电平，LED1会以0.8Hz的频率闪烁，指示电池为失效电池。
3、        快速充电模式
一旦电池电压达到2.55V以上，LM3621就会进入快速充电模式。在此模式中，LED1保持点亮，而LED2保持熄灭，芯片则控制充电器以一种电流受限、电压恒定的方式工作。如果设定电流下电池两端的电压不到4.2V，则LM3621会让充电器以恒流方式工作。由于设定的Vcsr（电流检测电阻两端的电压）为0.5V，所以充电回路的最大电流为0.5V/Rcs。一旦电池两端的电压达到4.2V，则充电器变为恒压源，输出电压保持为4.2V。随着电池被不断充电，充电电流会不断减小，相应的，Vcsr也会下降。
当Vcsr下降到40mV时，PFD会被拉低1秒，暂时中断充电电流。在1秒延迟结束之前，LM3621会检测电池的空载电压是否高于3.65V。如果低于3.65V，则说明电池的内阻非常大，PFD会持续保持低电平，LED1则以0.8Hz的频率闪烁，通知用户电池已失效。如果电池电压高于3.65V，则LM3621进入涓流充电模式，LED1熄灭，LED2点亮，告诉用户电池充电完毕。
4、涓流充电模式
在涓流充电模式下，电池被以极低的电流充电，持续时间最长为1小时。当1小时过去以后，PFD输出拉低，充电过程结束，LM3621进入镜像模式。
5、镜像模式
此模式下，输出电压降低到4.09V（Vset高电平）或3.84V（Vset低电平），电池处于空置状态。典型情况下，LM3621在此模式中仅从电池吸收不到1微安的电流。如果电池由于自放电而使电压跌落到4.09V（或3.84V），则LM3621回到快速充电模式，重新将电池充到设计容量。这个过程会不断循环，直到Enable回到低电平。
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充电器设计为给单节4.2V锂离子电芯充电，中止电压为4.2V，充电电流0～2A连续可调。采用的充电回路输入电压为6.25V，在此之前设计有一个线性稳压电源，因此输入电压可以在7～12V之间任意选择。但是由于LDO器件发热很大，因此建议在9V下工作，如果接入到12V，建议电流不要超过1A，以免芯片过热。正常充电时红灯点亮，充满以后红灯熄灭绿灯点亮。建议在绿灯点亮后灯一段时间再取下电池。

为什么选择6.25V作为输入电压，主要有两点考虑。首先，如果输入电压过高，由于电路是线性充电器，所以会有比较大的功率耗散在调整管上，为了尽量把调整管上的功耗降低（调整管安装的散热器面积远小于LDO），因此设计了一个线性稳压模块。其次，由于电流检测电阻为0.5欧姆，因此为了达到2A电流，调整管的输出对地电压需要达到5.2V，又由于调整管最大输出电压为Vcc-0.7，因此取6.25V较为保险，可以确保达到设计电流。
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4.29测试结果：
1、5V输入下，现有参数无法达到1A的电流输出，甚至改参数都可能未必能实现，FET的CE压降有0.7V，5V-0.7V只有4.3了，实在有些危险，恐怕这个版本的PCB上5V充电器是无法实现了。主要原因还是在BJT上面，下一次做我看看能不能换成MOS，这样就可以去掉那个要命的0.7V压降。到时候希望能做到5V 2A的规格。

2、电池装了保护板，所以3.2V就截止了，9V输入下测下来没达到2A的电流，只有1.2A左右。虽然计算的结果是可以做到2A输出电流的(1+4.2+0.7=5.9 < 6.25)，但是参照上面的介绍，电路只有在设定电流下电池端输出没有达到4.2V时才会以设定电流恒流充电，也就是说，一旦为了维持电流而在电池两端加上的电压达到了4.2V，就会转入恒压充电。所以如果电池的电压足够高或者内阻过大，很快为了维持设定电流而加在电池两端的电压就会达到4.2V（电池端电压＝电池空载电压＋充电电流*电池内阻），从而结束恒流阶段。因此，能不能达到2A电流是要根据电池的情况而决定的。不过，不论是1.2A还是2A，大电流充电的时间都非常短，很快充电器的电池端输出电压就会升到4.2V，然后就转入恒压充电了……实际测试下来，只有不到10分钟处在恒流状态，而3分钟后，电池的开路电压就从3.21V升到了3.59V。所以基本上差距不会非常大，主要时间都耗在恒压充电上。

3、就目前的测试，一共充了3节电池，14500、17670、18650各一节。在我的表上测，充满后取下的空载电压分别为4.19V、4.20V和4.20V。精度不错。

4、发热问题基本解决，9V工作的时候温度不超过60度。基本上，各项测试都完成了，应该很快就可以开售了，谢谢各位这么长时间来的关心和支持。第一批只有9片，到时候我会按照所有回复和PM的时间顺序整理一个名单出来，放在交易区，然后逐个确认。没等到的兄弟就实在不好意思了……只能等下一批了。


[ 本帖最后由 fineday 于 2008-5-2 15:29 编辑 ]

siyanmao

焊的比想象中好，哈哈

xxxue

输入电压太高了吧

mars2009

焊功不錯:loveliness:
也想知道是什麽好東西:lol

怒独僧

似乎焊功很高啊。
有没有用热风焊机啊：）

siyanmao

一个充电器。前面有帖子说明好像。

部分使用热风台，因为我看到几个点焊得不好，哈哈。我开始以为是怒度僧的帖子。

jbzzz

支持了.......

fineday

原帖由 siyanmao 于 2008-4-23 00:08 发表

                               
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一个充电器。前面有帖子说明好像。

部分使用热风台，因为我看到几个点焊得不好，哈哈。我开始以为是怒度僧的帖子。

没有啊，全烙铁焊接的，热风台想买一直都没下手。

如果

关注一下

fineday

再上张大图:lol

海侠

我已经要两个了．等成品．

fineday

原帖由 xxxue 于 2008-4-22 23:38 发表

                               
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输入电压太高了吧

我用的9V输入，但和6V输出还是差了3V，1A下就是3W，2A就是6W……要是接12V就翻倍了。:L

weose

焊得不错:lol

熊熊无敌

最好用隔离式DC-DC模块，这样我弄3块就可以做平衡充了，希望有，价格不知道要多少

[ 本帖最后由 熊熊无敌 于 2008-4-23 09:20 编辑 ]

fineday

几点说明：
1，SW1处原先设计有一个开关位，大家可以接一个微动开关放在电池仓下面，让电池装好以后正好压住微动，把SW1的中间三个焊盘的正中间那个与方形那个短路，充电器进入工作状态，平时不放电池则待机。如果不想这么麻烦，可以直接用原件引脚短路这两个孔，这样唯一的问题是必须装好电池再开启电源，否则会一直报错（一开的时候发现没电池包，于是认为是开路电池而报错）。

2，Curr Adj电位器没有安装，因为考虑到最后这个电位器可能各位需要放在自己方便的位置，所以保留了焊盘，并没有焊接。到时候我会提供一个1K的密封金属膜微型电位器，各位装好电位器以后用引线把它焊在板子上就可以了。如果留空，则是默认的1A充电电流，如果觉得这样就够了而且不需要调节，那可以直接留空。

3，关于指示灯：正常充电时，红灯亮。当电池充满后，红灯灭、绿灯亮，进入监视模式。此时会停止充电，但如果长时间不取出电池，当电池由于自放电导致电压降低到某个临界点（似乎是4.09V）时，充电器会重新对其充电。如果红灯闪烁，说明检测到失效电池包，如果红绿灯一同闪烁，则说明出现了异常（例如充电过程中电池被取下）。

fineday

原帖由 熊熊无敌 于 2008-4-23 09:18 发表

                               
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最好用隔离式DC-DC模块，这样我弄3块就可以做平衡充了，希望有，价格还要实在点

不是我不想，实在是板子太小，放不下那么大的东西:(

熊熊无敌

回的真快啊，我现在用手机上论坛，还带图片，爽，哈哈

qinpin6877

散热问题是不好搞！实在不行加个风扇行不？等待你的好消息！