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DIY个8节镍氢充电器。(已升级第三版)

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Coming.Lu
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  • 2015-7-21 20:53:31
考虑了好久,终于还是决定自己做个充电器来用。
        又开始折腾了,唉。
        

        打算做个8节充。
        
        

        

        

        
        

                         本帖最后由 Coming.Lu 于 2015-12-24 23:59 编辑

Coming.Lu
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  • 2015-7-21 21:07:56
 
也许,有朋友会觉得:都什么年代了,还有人用 AA (5#)和 AAA(7#) 电池。
虽然这样,我自己还是有很多电子设备用 AA 和 AAA 电池的。
先看看都有些什么:




万用表 AAA(7#)2节(2012年购入,电源开关不正常,已退役




万用表 AA(5#)2节 (2010年购入



万用表 AA(5#)2节 (约2008年购入)



万用表 AAA(7#)4节 (2012年得奖)





钳表 AAA(7#)2节 (2013年购入)
Coming.Lu
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  • 2015-7-21 21:14:55
 
不只是仪表会用到,还有些日常电器也用:


剃须刀 AA(5#)2节 (约2006年购入)




无绳电话 AAA(7#)2节 (约2005年购入)



话筒AA(5#)1节 (2011年购入)



遥控器AAA(7#)2节 (2014年购入)
Coming.Lu
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  • 2015-7-21 21:20:14
 
还有些专用电器,也用 AA 和 AAA 电池。


便携式烙铁 AA(5#)4节 (2015年购入)





计算器 AAA(7#)1节(约2012年购入)

其实,这个计算器,是专门挑了用 AAA(7#)电池的型号买的。




闪光灯 AA(5#)4节 (2014年购入)
Coming.Lu
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  • 2015-7-21 21:47:59
 
用过的充电器:


4节独立恒流充电,约450mA,充电速度还行。
可充 1节~4节 任意节数。





充电电流 300mA,速度稍慢。
只能充双节数,不能充单节,不太方便。



单组恒流,4节扫描充电,4节充电时相当于 565mA充电,速度还行。
可充 1节~4节 任意节数。
带有放电功能。
只是扫描式充电,峰值电流有些大。





单组恒流,4节电池串联充电,约2A电流充电,速度超快。
可充 1节~4节 任意节数。





单组恒流,4节电池串联充电,约550mA电流充电,速度还行。
可充 1节~4节 任意节数。





4节扫描充电,充电电流约 700mA,速度较快。
可充 1节~4节 任意节数。
带有放电,测试电池容量功能等。
只是扫描式充电,峰值电流有些大。
lahoward
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总工程师
  • 2015-7-22 02:11:28
 
东西真不少!
没有做过充电器,期待更新,跟着大师学做充电器。
Coming.Lu
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  • 2015-7-22 12:07:31
 
自己做东西玩呢,最头痛的是外壳。
自制外壳,总差那么点意思。
所以,X宝找了个外观还可以的充电器,打算拆要它的外壳。

司马仲达
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  • 2015-7-22 14:26:20
 
这个能充什么电池的,万用表用的不是一次性的7号还是9号电池吗
Coming.Lu
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  • 2015-7-22 14:47:04
 
最不喜欢9V电池。
所以,买万用表时就看好用 5# 或 7# 电池的才买。
司马仲达
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  • 2015-7-22 14:53:03
 
盲充还是三段式 单片机控制?
Coming.Lu
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  • 2015-7-22 14:55:03
 
充镍氢电池,当然得单片机了。
司马仲达
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  • 2015-7-22 21:37:22
 
何时上个充电曲线图?
Coming.Lu
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  • 2015-7-23 22:38:10
 
今天用直流电源测了个曲线。
之后的充电程序,也就参照这个来写了。
从曲线可以看出,大约充到 80%的时候,电池电压就加速上升。
然后到快充饱时,会停止上升,之后会少量下降。

司马仲达
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  • 2015-7-24 09:01:31
 
电池电压 最后为什么还会下降呢,他不是一个电容吗 又没有放电
Coming.Lu
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  • 2015-7-24 09:13:38
 
下降应该是因为发热了。
gaohq
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  • 2015-7-24 09:08:03
 
80%前恒流充,80%--100% 恒压充,100%之后涓充 ?
Coming.Lu
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  • 2015-7-24 09:12:46
 
多数带MCU的充电器,都是判断后段的电压下降。
也就是所谓的 - ΔV。
好一些的充电器,还有 ΔT 检测。
Coming.Lu
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  • 2015-7-24 10:24:29
 
曾经试过,恒压是充不饱这电池的。
wxj1220
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  • 2015-8-10 14:42:06
 
陆工,9V的电池盒5#,7#电池除了电压差和体积外,有其它差别没?
选5#,7#电是只是个人喜好还是有其它考虑?
Coming.Lu
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  • 2015-8-10 21:22:06
 
5#,7# 电池,相对比较通用。
一般来说,比起用9V电池的万用表耐用。
或者说,目前没看到有好的 9V 充电电池。
DAXSX
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  • 2016-8-22 10:06:49
 
现在的三元电池做到4.2V,从电池电压的角度讲已经是极限了,现在没有新材料能够做出大于5V的单节电池。
qq80644864
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  • 2015-7-22 18:41:57
 
这外壳不错啊
Coming.Lu
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  • 2015-7-22 19:01:11
 
是看着不错,所以才选中它的啊。
还好不贵,X宝也就30~40元。
qq80644864
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  • 2015-7-22 23:46:48
 
期待作品早日出世
Coming.Lu
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  • 2015-7-23 11:30:28
 
板子已经做好,估计明天能收到。
但要焊出来,也要些时间,有些元器件还没准备齐。
司马仲达
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  • 2015-7-23 13:46:45
 
焊锡丝哪家性价比适合?
Coming.Lu
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  • 2015-7-23 13:50:21
 
这个没研究过。
Coming.Lu
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  • 2015-7-22 19:43:53
 
好不容易把充电器撬开,把PCB上较大的元件拆掉。
测量尺寸,好画出PCB尺寸及安装孔位定位。






PCB画好后,1:1 打印出来,试了一下孔位基本都对得上。

oldfang
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  • 2015-7-23 16:07:34
 
这比买一个成本贵多了
所以说DIY其实就是个乐趣,好多人以为是省钱。
司马仲达
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  • 2015-7-23 16:28:38
 
老方又来啦,对DIY的帖子很感兴趣啊
oldfang
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  • 2015-7-23 16:59:49
 
还不是惦记着等陆工完工后跟着DIY一个
Coming.Lu
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  • 2015-7-23 17:25:22
 
我是为了有个可以放心用的充电器,要不也懒得折腾。
wanghaiting
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  • 2015-11-7 14:04:20
 
DIY本来就是发烧友的玩法啊
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 14:41:41
 
这充电器,已经折腾几个月了,板都打了2回了。第二版应该能基本满意。

说不定,还要打第三版。

gaohq
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  • 2015-7-23 17:16:04
 
打多几块PCB板啊。
Coming.Lu
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  • 2015-7-24 20:45:36
 
没打多少片哦。
Coming.Lu
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  • 2015-7-23 22:36:15
 
板子已打样回来,焊了一部分元件。



电池极片位置没问题,6节螺丝孔其中2个偏了大约0.5mm。

Coming.Lu
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  • 2015-7-24 20:43:40
 
元件基本焊完,又看到了调试时才会装上的 二极管。

Coming.Lu
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  • 2015-7-25 17:49:32
 
电路框图,从图上看和扫描充电是一样的。
只是控制方面将采用充饱一节电池,再充另一节的方式。

eric.wentx
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  • 2015-7-25 18:26:22
 
电池管理芯片用的是?一带二?
Coming.Lu
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  • 2015-7-25 19:37:44
 
一个MCU,全管。
本来想搞 双MCU 的,但考虑到空间和走线,还是挤到一个MCU上了。
8个电池挤在一个MCU里,脚位真紧张啊。
Coming.Lu
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  • 2015-7-25 19:56:52
 
简单流程

司马仲达
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  • 2015-7-26 10:45:40
 
电源 输出最大是多少VA的?
Coming.Lu
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  • 2015-7-26 15:23:59
 
AD检测,LED控制 调好了。
因为只有4个LED显示窗,只能靠不同颜色来识别了。
从电源输入端开始数,单数为红色,双数为绿色。




ZSJ110
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  • 2015-7-27 09:49:24
 
楼主整的怎么样了啊?期待下文。
Coming.Lu
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  • 2015-7-27 09:51:39
 
没这么快了。
昨天晚上,把周末两天写的程序,全删了,打算重写。
ZSJ110
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本网技师
  • 2015-7-27 10:09:28
 
“果然是高手,软硬都搞”!..........这会不会被别人说是拍马屁呢?
gaohq
  • gaohq
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总工程师
  • 2015-7-27 10:32:42
 
在我们中国,老板开一个人的钱恨不得搞定他所有的事,咱们做技术的不软硬兼施不好混饭吃。
ZSJ110
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本网技师
  • 2015-7-27 10:51:15
 
对头
Coming.Lu
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  • 2015-7-27 12:22:29
 
软件呢,还是要了解一点。
这样,在有用到软件的产品要开发时,也好和软件工程师沟通。
目前,没有自己写过在产品上用的软件。
Coming.Lu
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  • 2015-7-27 17:45:14
 
不写个详细的流程,这程序真的写得头晕。
程序流程(非最终版)

qq80644864
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  • 2015-7-28 09:39:34
 
额,太厉害了
Coming.Lu
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  • 2015-7-28 10:09:35
 
一个不像流程的流程图。
用AD画的,别的软件不会。
司马仲达
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  • 2015-7-28 10:47:26
 
visio
Coming.Lu
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  • 2015-7-28 11:12:48
 
没用过,也不会用。
司马仲达
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总工程师
  • 2015-7-28 11:27:10
 
其实,我就下了个软件,然后复制别人的各种形状对话框,然后会打字,连箭头就行了
Coming.Lu
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  • 2015-7-28 12:28:32
 
那还不如用AD熟悉点。
qq80644864
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  • 2015-7-28 17:11:37
 
干嘛不用手
Coming.Lu
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  • 2015-7-28 17:15:01
 
手写的话,主要是不方便修改,复制,返回。
世纪电源网-小王
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管理员
  • 2015-7-29 09:03:21
 
嗯我都有懂点皮毛了
qq80644864
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  • 2015-7-29 14:33:58
 
所以现在那么多低头党
Coming.Lu
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  • 2015-7-29 14:37:25
 
我可不是低头党哦。
早上骑车上班时,还在想这些人走路玩手机,就不怕掉沟里么。
Coming.Lu
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  • 2015-7-29 10:23:09
 
流程基本弄好,把LED显示独立出来,方便后边调试用。
照着流程写,应该就不会思路不清晰了。

Coming.Lu
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  • 2015-7-30 23:35:22
 
就因为程序弄错一个字母,找了一个晚上。
还好总算找到问题了。
司马仲达
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  • 2015-7-31 10:46:55
 
还算有耐心啊,要是找不到就烦死人了
Coming.Lu
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  • 2015-7-31 12:30:21
 
开始,以为是哪里程序有问题,就一部分一部分屏蔽。
最后,屏蔽完的,都还不对。
才发现是端口搞错了,就错一个字母。
qq80644864
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  • 2015-8-1 07:53:14
 
这都能找出来,犀利啊
Coming.Lu
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  • 2015-8-1 22:43:33
 
一个字母,找了一个晚上啊。
昨晚到今晚,又找了个问题。
发现某个ADC端口,电压测不准。
一直以为程序有问题,试来试去。
最后决定换一个口试试,结果好了。
qq80644864
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  • 2015-8-2 09:33:12
 
那就是端口问题咯
Coming.Lu
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  • 2015-8-2 09:45:39
 
是,但不知是这个IC有问题,或是别的什么原因。
先不管它了,用那个正常的端口,先把我程序测试了。
现在也只测一节,8个LED灯,分别用来表示0~9的充电状态。
如:预充,充电,快升,平缓,充饱 等状态。
qq80644864
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  • 2015-8-2 10:34:32
 
不知道市场上如果买的这种充电器会不会跟你做的一样,有这么多判断
Coming.Lu
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  • 2015-8-2 10:40:47
 
多数是没有的。
因为,都太理想化,也就是判断 0dV(电压长时间不上升),-dV(电压稍有下降)。
好点的,再加个温度检测。
qq80644864
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  • 2015-8-2 17:18:37
 
还是自己做的东西放心,现在那充电器自己放家里充手机
Coming.Lu
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  • 2015-8-2 19:01:00
 
是的。
Coming.Lu
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  • 2015-8-1 22:45:17
 
打第一条曲钱了。
原来用来打曲线的 宝工 万用表,电源开关有问题了,开不了机。
只能请出 安捷伦 了,安装蓝牙连接,还是挺麻烦的。


gaohq
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  • 2015-8-2 09:00:59
 
怎么打?
Coming.Lu
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  • 2015-8-2 09:06:57
 
通过蓝牙模块,和电脑联接。
Agilent GUI Data Logger 软件。


Coming.Lu
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  • 2015-8-2 19:01:33
 
充饱的电池,连续装入测试。


gaohq
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  • 2015-8-2 20:39:00
 
电池电压曲线 ?
Coming.Lu
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  • 2015-8-2 21:59:02
 
是,已经充饱的电池,再充。
前两次还像点样,后面那次就不行。
程序还得调调。
标准的曲线,应该是这样,刚刚最新测的:


Coming.Lu
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  • 2015-8-3 21:54:46
 
做个东西,真的不容易啊,测来测去,调来调去。
测试记录:





Coming.Lu
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  • 2015-8-4 06:55:36
 
空电池充电,比较完整的曲线。


Coming.Lu
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  • 2015-8-4 22:50:15
 
今晚又测了条空电池的充电曲线。几个状态都正常识别。
看来,可以开始特殊情况测试了。


Coming.Lu
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  • 2015-8-4 23:42:30
 
半饱的电池,充电曲线:


司马仲达
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  • 2015-8-5 09:52:18
 
请问曲线为什么有那么多不平整的地方?
Coming.Lu
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  • 2015-8-5 10:28:04
 
观察还挺细,也思考得挺细。赞一个。

为了减少检测误差(往往几mV都会影响到判断),充电器每次检测电压之前,都会停止充电。
停止充电,充电电路的开关噪声,电池极片的接触压降,这些影响都降低很多了,所以能更准确的测到电池的电压。

打曲线的是万用表,每6秒钟读一个点,10个点就是1分钟。
有时刚刚好读到没在充电的时候,电压就会低一点。
司马仲达
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  • 2015-8-5 10:45:17
 
什么牌子万用表 还能打曲线
司马仲达
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  • 2015-8-5 10:46:49
 
什么牌子万用表 还能打曲线
Coming.Lu
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  • 2015-8-5 11:03:04
 
46楼的曲线,是1楼那个 绿色的 宝工 万用表打的曲线。
后来,那个宝工的表坏了,后边的曲线是 1楼 那个橙色的 安捷伦 万用表。
dongshitong
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  • 2015-8-14 16:54:05
 
这种方式岂不是相当于在充电器和电池之间串了个开关啦?这一会充电一会断电再冲再断,会不会对电池造成伤害?
Coming.Lu
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  • 2015-8-14 21:53:45
 
只要电流不超,温度不超,对电池基本没有伤害的。
yuhtqqcom
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  • 2016-8-29 14:07:19
 
5号电池和7号电池不是有记忆效应吗?中途断开充电,是不是电池就记忆了。导致电池不好用了呢
Coming.Lu
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  • 2016-8-29 18:26:57
 
记忆效应,那是N多年以前的事了。
现在的镍氢电池,记忆效应基本可以忽略不计。
basso
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  • 2016-4-13 17:09:36
 
这样做(频繁停止/开启 充电)对电池有损伤吗?是否考虑过?
Coming.Lu
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  • 2016-8-29 18:27:41
 
基本没有伤害,至少比过充电的伤害要小得多。
Coming.Lu
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  • 2015-8-6 19:52:02
 
开始多节测试(测试排队是否正常),结果:排队正常,但 1# 槽位认不到电池。(发现是程序有问题)
并用 7# AAA 电池测试(测试电池是否发热),结果:比充5# AA电池时稍热,约45度。

司马仲达
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  • 2015-8-6 20:16:02
 
约45度??本来是多少度,电池的不同部位温度是不是会不一样啊
Coming.Lu
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  • 2015-8-6 20:27:36
 
充饱时,会发热。
太热的话对电池不好。
电池壳导热还是挺好的,表面温度应该差别不会太大。
Coming.Lu
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  • 2015-8-6 20:28:43
 
电池充饱,对应的LED会常亮。


司马仲达
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  • 2015-8-6 20:42:14
 
彩色的啊,不同颜色应该意义一样?
Coming.Lu
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  • 2015-8-6 21:13:12
 
8个电池,只有4个窗,只能用不同颜色来区分。
lovelee
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  • 2015-8-12 17:57:55
 
楼主DIY这个充电器不错呀,完整详细。
Coming.Lu
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  • 2015-8-15 20:28:50
 
做了很多次测试,总觉得还是差点意思。


Coming.Lu
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  • 2015-8-22 20:38:49
 
一连测了几个周的电池充放电。
感觉每次的误差比较大。
突然怀疑是不是没测准,于是检查自制的放电测试仪电流。
结果发现,电流不稳定:











真的是:工欲善其事,必先利其器。
司马仲达
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总工程师
  • 2015-8-23 19:11:42
 
下面一个什么宝贝?
Coming.Lu
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  • 2015-8-23 20:21:05
 
这个是4年前做的 电池放电容量测试用的。
也就是CC放电,然后计算时间,算出电池的容量。
算是个CC模式的电子负载吧。
Coming.Lu
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  • 2015-8-24 22:11:27
 
大家都一直想看的原理图(没更新非最终):


Coming.Lu
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  • 2015-8-29 10:28:12
 
来一次混充。
其实,从原理上就是随意混充的。
因为单节电池都是独立控制的,而且是排队充电的方式。
混充.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-8-29 10:29:59
 
又改进了一下,用QC2.0手机快速充电器供电。
这样一来,出去玩什么的,就不用多带一个电源了。
QC2.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-9-30 16:55:34
 
虽然,之前已经可以用QC2.0手机快速充电器,但是只能手动操作
也就是插上充电器之后,等一会儿,然后按一下按键,就可以开启12V输出
按键.JPG

改进后,增加了些电路,还改了程序。
现在已经可以 自动和 QC2.0手机充电器 握手,并控制充电器输出12V。
如果 握手 不成功,则会反复尝试握手,直到握手成功输出12V后,才会进入充电程序。
搭元件+飞线,有点丑。
飞线.JPG

飞线1.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-10-1 12:10:07
 
特殊情况测试。电池快充饱时,散热条件变化,曲线后面完全是另一个样子,也算是 正常充饱转灯了:

吹风扇.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-10-1 15:34:42
 
已经充饱的电池,放置2小时后,再次放入充电。
在电压开始有下降趋势时,吹风扇,曲线又往上走
还好,还是能判断充饱转灯。
饱电池_吹风扇.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-10-1 16:12:46
 
已经充饱的电池,放置2小时后,再次放入充电。
在电压曲线较平坦时,吹风扇,曲线又往上走
还好,还是能判断充饱转灯。
饱电池_吹风扇2.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-10-1 18:27:27
 
饱电池,重复装入充电测试:
饱电池连续装入.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-10-31 23:12:10
 
实测饱电池连续这样充电,对电池不好。
充到电池发热,电池电压稍往下掉(通常检测办法),也对电池不好。
为此,对程序又做了调整,改为电池将要发热前停止。
曲线如图:
2#防饱合充电_20151023.jpg 本帖最后由 Coming.Lu 于 2015-10-31 23:29 编辑

Coming.Lu
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  • 2015-10-31 23:17:15
 
升级第二版,计划做如下改进:
1. 加入USB接口,这样可以用通用线材连接 QC2.0 充电器。
2. 增加 QC2.0 充电器 自动握手程序 和 相关电路。
3. 将原来的2组 buck 恒流,改为 1组 buck 恒压 + 4路线性恒流。(这样充多节电池时,速度比原来快一倍)
4. 将 7#电池 的充电电流减半。(第一版 7# 电池充电和 5#电池一样)
5. 因 USB接口不能占满外壳的开口,故加上一组LED用来指示 QC2.0 握手状态。
第二版SCH.jpg
Coming.Lu
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  • 2015-10-31 23:18:34
 
板子效果图,明显多了很多元件:
第二版PCB_3D.JPG
第二版PCB_3D_F.JPG
司马仲达
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  • 2015-11-1 11:30:20
 
能否给个反激板,输出电解电容走线特写,谢谢
Coming.Lu
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  • 2015-11-1 16:30:32
 
这板上,没有反激呢。
其实,反激和别的电源也一样的,功率地和信号地分开走。
高频功率回路,包围的面积小。
Coming.Lu
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  • 2015-11-5 20:41:35
 
板子回来了,焊上了大部分元件:
第二版焊板_正面.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-11-5 20:42:01
 
背面,明显复杂很多:
第二版焊板_背面.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-11-5 20:43:15
 
USB接口 和 QC2.0握手状态指标:
USB接口.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-11-5 22:19:23
 
通了电,才发现,原理图中 黄颜色LED 部分画错了,无法实现想要的指示。
只能把 R45 拆掉,让它不会点亮。
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 09:50:10
 
buck 1.6V 输出波形 和 充电电流波形。
两个都明显有过冲,最不能接受的是充电电流过冲很大,有可能对电池不好。
scope_276_副本.jpg

没办法,最终只能再次割铜箔,飞线。
把buck 1.6V 改为常开状态。
测试动态响应,没经过调整的参数,真是惨不忍睹啊:
scope_282_副本.jpg

经过调整 比例放大,积分参数,最终还搭上 微分,调得差不多了。
scope_287_副本.jpg

大动态下测试0.5~3A切换,电子负载波形有点丑,不是很给力。
scope_294_副本.jpg
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 10:32:18
 
更新后的原理图:
第二版SCH_改20151107.jpg
hwx-555
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  • 2015-11-7 11:24:33
 
陆工,有没做多,跟你买一个,或PCBA也行,外壳我另TB
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 11:28:06
 
你也有用镍氢电池吗?
等我觉得能拿得出手了,可以偷偷送你一个。
hwx-555
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  • 2015-11-7 15:05:02
 
是啊,小孩子的玩具电池消耗大,先谢谢陆工了
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 15:08:28
 
嗯,小朋友的玩具,很多是这类电池。
估计,得等个把月哦,因为新版还在测试中。
hwx-555
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  • 2015-11-7 16:40:41
 
是,之前买了个便宜的,拆开就一变压器加二极管,充电电压高低靠电网,一直充,满不满也看不了,靠时间,不好用。看你的DIY,TB上那些就没得比了。期待佳作
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 18:12:06
 
我是实在买不到自己满意的,只能DIY。
现在的电池,寿命都很长(充电次数),所以我不希望买个2000次的电池来,只用几十次就挂了。
Coming.Lu
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  • 2015-11-15 22:06:57
 
今天,刚刚发现,充电电压检测程序有个问题。
第8节电池,在测电压求平均的时候,少加了一次。
测了这么久,居然没有发现,丢人啊。
hwx-555
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  • 2015-11-16 07:56:24
 
这个程序上加就可以吧
Coming.Lu
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  • 2015-11-16 08:02:11
 
已经改好了。
写程序就是这样。
经常在几个数,几个符号上纠结,弄得晕晕的。
8节电池,每节测 8次,总共是 64次。
程序上,一般都是从 0 开始,这样就是到 63 的时候,就有64次。
然后呢,程序上是写 “大于” 还是写 “大于等于”,又有点晕。
hwx-555
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  • 2015-11-16 14:11:53
 
不懂软件看着你们玩软硬结合挺爽的
hwx-555
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  • 2015-11-16 14:13:18
 
陆工多做一个,我去TB买个骐源的外壳直接寄你那如何
Coming.Lu
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  • 2015-11-16 14:20:23
 
不用了,那个又不值几个米。
我这有多买几个的了。
hwx-555
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  • 2015-11-17 08:24:08
 
哈,那帮我做好,到时一定要给材料费,不然过意不去
Coming.Lu
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  • 2015-11-17 08:27:23
 
那也行。
用了有什么问题,记得给我说。
hwx-555
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  • 2015-11-17 08:38:43
 
没问题,使用情况肯定会反馈的。
Coming.Lu
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  • 2015-11-17 08:44:39
 
嗯,估计你应该是 第一个 或 第二个 试用的。
hwx-555
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  • 2015-11-17 09:48:14
 
Coming.Lu
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  • 2015-12-15 21:37:01
 
想用新学的IC,做第三版。
直接检测和控制 QC2.0 。(原来是通过几个三极管控制)

用MCU内的PWM,输出互补PWM,驱动上管和下管。
这样,可以省掉 TL494 和 IRS2111 。
全集成。
第三版MCU引脚分布.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 12:55:16
 
改进后的充电电流波形,已经没有过冲,但1.6V电压还是有点掉:
scope_298_副本.jpg
Coming.Lu
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  • 2015-11-7 21:08:53
 
新版PCB,新改的程序,首次多节充电:
新版程序是 不允许相临的两节电池同时充电,还好,没有弄错。
第二版_首次多节充电.JPG
hwx-555
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  • 2015-11-9 19:36:17
 
为什么不一起充,怕热?
Coming.Lu
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  • 2015-11-9 19:38:42
 
上面楼层有说过,相临的电池一起充电,有可能会相互烤。
最终有可能会让MCU误判电池电压。
因为,镍氢充电时,温度对电压有一定影响。
hwx-555
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  • 2015-11-10 09:31:07
 
考虑周到,这个是不是最终版了
Coming.Lu
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  • 2015-11-10 09:33:11
 
不一定是最终。
因为,刚刚测试发现,buck 那边,好像会干扰单片机的AD检测。
看来,还是要把 buck 关掉,再进行AD检测,那个时候要给单片机一个 安静的环境。
hwx-555
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  • 2015-11-10 09:47:37
 
Buck关掉,检测时不充电?能不能从屏蔽入手,如单片机用金属膜盖住
Coming.Lu
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  • 2015-11-10 09:53:13
 
没用的。
镍氢电池,就检测电池电压的mV级变化,buck工作的话,难免有干扰的。
检测时,是一定不能充电的,因为电池极片也有接触电阻。
而且,每次放电池的状态都不一样,这个接触电阻还是变动的。
所以,只能停止充电的时候测一下,然后再充。
hwx-555
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  • 2015-11-10 10:28:50
 
哦,也就是充电与检测交替进行的
Coming.Lu
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  • 2015-11-10 10:38:00
 
是的,充电时间占大部分,检测时间很少。
也就是占空比很大,90%以上。
hwx-555
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  • 2015-11-10 13:53:36
 
好 ,  
Coming.Lu
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  • 2015-11-21 19:15:25
 
今天,新焊了2片板。装了上了,上周买的固态电容。
270uF /16V 和 330uF /6V3 。
焊2片新板1.JPG
焊2片新板2.JPG

hwx-555
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  • 2015-11-23 08:02:38
 
期待楼主收官之作
Coming.Lu
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  • 2015-11-23 08:05:04
 
这一版,基本可用,但还是飞一根很长的线。
hwx-555
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  • 2015-11-26 08:13:08
 
陆工,搞定了?
Coming.Lu
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  • 2015-11-26 08:44:56
 
应该是,可以接受使用了。
hwx-555
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  • 2015-11-26 11:44:36
 
好,搞多一个
Coming.Lu
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  • 2015-11-26 12:09:39
 
刚刚淘了5个充电器。
真是 买椟还珠 啊。
hwx-555
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  • 2015-11-26 13:38:56
 
这是去糟留精
Coming.Lu
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  • 2015-11-26 14:28:58
 
双11过了,又淘了几节 爱乐普 pro 电池,2500mAh 的。
准备用来测试,看看咱的充电器,充这个电池怎么样。
最新的充电程序,已经把充电最长限时加长到了240分钟,就是为了兼容大点容量的电池。
hwx-555
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  • 2015-11-27 08:29:49
 
2500mAh的电池要充多久
Coming.Lu
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  • 2015-11-27 08:39:12
 
大约4小时。
一常用的 1900mAh 的 爱乐普 充电大约3小时。
所以,之前的充电限时是设的200分钟,现在改到了240分钟。
也就是一节电池,每次充电最长时间限制。
hwx-555
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  • 2015-11-27 10:12:30
 
设计时间刚好够2500mA,觉得还应加长限制时间,市面上的电池容量会不断提高,充电时间留点余量是不是更好?
Coming.Lu
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  • 2015-11-27 10:15:08
 
不留这么大了。
也不是人人都把电放到光光,才充的。
这个充电时间,是最后一道防线。
也就是,别的检测方法都不灵的时候,就靠这个时间了。
hwx-555
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  • 2015-11-27 10:17:11
 
也是。
Coming.Lu
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  • 2015-11-27 10:26:54
 
还有就是,很多电池的容量都虚标,并且电池的容量用一段后,也都要下降的。
所以,还不如设少一点时间,宁可少充5%,也不要过充,这是我对充电器的要求。

之前只设计充2000mAh左右的电池时,我还想把这个时间改少到190~200分钟呢。
开始设计,是为了验证各种检测是不是正常,所以故意把这时间设大一点,保证不是这个时间限制了。
Coming.Lu
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  • 2015-11-30 20:18:47
 
新的电池,已经测了几天了。
感觉实际能用的,大约2300mAh左右。
所以,充电限制时间,还是设在240分钟就好。
下边图中,黑色那个电池就是。
今天,还把新买的5个充电器,外壳都拆了。
经过这几个外壳练手,现在已经大概知道要怎么拆,才能比较好的保护外观。
里边的卡扣,不管怎么小心,基本都要坏掉2个以上的。
第二版Pro充电.JPG
hwx-555
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  • 2015-12-1 14:58:16
 
陆工,给我留一个
Coming.Lu
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  • 2015-12-1 15:04:56
 
会的。
这两天测大容量电池,程序又做了点调整。
看来,想要通用很多电池,还真不容易。
hwx-555
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  • 2015-12-2 08:01:28
 
陆工辛苦了。做个好产品确实不容易,慢工出细活,不用急。
Coming.Lu
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  • 2015-12-2 08:05:05
 
是,而且这个是一个人做,还只能周末或者晚上才有时间测试。
所以,就比较费时一点了。
一天,最多只能测 2~3节电池,一个充放电循环。
Coming.Lu
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  • 2015-12-2 20:45:30
 
已经装好了,飞线也飞好了。
就等程序测好,更新最新程序。
hwx-555
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  • 2015-12-3 08:07:44
 
很好,期待測試結果
Coming.Lu
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  • 2015-12-3 08:22:00
 
昨晚已经开始用来测试。
8路,每路都要测到,要不说不定哪路没有焊好,不能工作。
hwx-555
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总工程师
  • 2015-12-3 10:50:35
 
這麼多,給我是看著就頭暈了
Coming.Lu
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  • 2015-12-3 10:59:04
 
第二版,改成4路充电后,感觉充多节电池,真是快多了。
而且,温度也比第一版低。
同步续流,就是效率高点啊。
Coming.Lu
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  • 2015-12-15 19:19:07
 
又测了40节次。
花了10天时间。
P1# 和 P2# 因前几次测到容量接近,后面就串联一起放电。
充电测试记录.JPG
hwx-555
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  • 2015-12-15 22:48:41
 
陆工辛苦了。看数据是充到的最高容量吗?




Coming.Lu
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  • 2015-12-16 08:03:18
 
不确定是不是最高容量,但至少是没有一次比一次少。
如果一次比一次少,说明已经伤到电池了。按这几个月的测试结果来看,应该是充到 95% 以上了。

充完电后,放置的时间长短,对放出来的电量影响较大。
其实,这已经说明,电量是充得比较足了。
差不多可以给你寄了。
hwx-555
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  • 2015-12-16 08:16:22
 
好,期待佳作
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 09:48:08
 
我现在,已要在计划第三版了。
打算用个带12位ADC的MCU来做,这样应该能更好的检测电池电压变化。
而且打算,把 TL494 和 IRS2111 都省了。
由 MCU 来处理 buck 的PWM。
hwx-555
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  • 2015-12-16 10:12:39
 
这样搞集合度越来越高啊,支持创新,把旧的丢我们用就好了
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 10:14:47
 
第二版的,能达到使用要求。
第三版呢,是集成,简化电路,顺便提高一点性能。
hwx-555
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  • 2015-12-16 11:17:01
 
集成化应该能提高一点转换效率。
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 11:25:18
 
效率,可能也差不多的了。
估计,也就只能省去 TL494 的那点电。
主要是元件少了,板子布局和走线可能会更合理。

ADC检测精度的提高,这也能更好检测电池电压的微小变化。(这点最重要)
原来用的IC,10位的,用2.5V基准,大约只能检测2.5mV 的变化。
换了IC之后,理论上可以检测到 1mV 以下的变化了。
hwx-555
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  • 2015-12-16 13:24:26
 
精益求精,不得了。2.5mV已觉很高了
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 13:34:27
 
对于一般应用,2.5mV是很高了。
但镍氢电池这东西,电压变化就是那么一点点。
好像,听说厂家测试电池是以 电压变化 5mV 还是 10mV 为准。(不记得具体是哪个值)
hwx-555
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  • 2015-12-16 15:08:09
 
低电时电池电压一般是多少,是否跟满容量很接近?
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 15:11:28
 
没电的,一般1.2V 或 更低一点。
基本满电的,1.36~1.42V 不等。
要判断电池有没有充满,不能只判断电压的绝对值。
一般,是要判断电压是怎么变化的。
比如,电压是上升还是下降,变化速度有多快。
当然,这里所说的变化,都是按分钟算的,不是按秒算的。
hwx-555
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  • 2015-12-16 15:34:10
 
那是否可以说检测是一个长期的跟踪过程
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 15:40:24
 
没错。
就是一直盯着它,看它在充电过程中,电压是怎么变化。
也就是因为要这样盯着,所以一般都要用MCU才能做。
便宜的那种,恒流限压的,对镍氢电池来说,是很不负责任的充电方式。
hwx-555
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  • 2015-12-16 16:12:29
 
如此很好。再说,我觉得把AC TO DC做到一起,直接插墙式的,会更方便。
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 16:19:12
 
很多是设计成插墙式的了。
但我这个,8节电池,老重老重的,还是外置电源好些。
而且,插墙式的,还要考虑什么安全距离之类的。
这样一来,要么充电器的电源部分体积分比较大,要么就是不能做太大功率。
还有就是电源部分,本身的发热,也会烤到电池,影响电池电压判断。
上边我就有测,在电池快充饱时,吹风扇都影响电池电压的。
hwx-555
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总工程师
  • 2015-12-16 16:31:27
 
嗯,从电池最佳状态来说,这是好的。
Coming.Lu
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  • 2015-12-16 17:05:50
 
是的。其实,主要是这个外壳空间有限,直接做AC输入的话,比较挤。

qq80644864
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  • 2015-11-27 11:11:06
 
霸气
Coming.Lu
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  • 2015-11-27 11:12:47
 
才焊了2片而以。
只是正反面放一起,好像有4片。
司马仲达
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总工程师
  • 2015-11-1 10:06:19
 
充到电池发热,电池电压稍往下掉(通常检测办法),也对电池不好------------怎样是对电池最好的方式
Coming.Lu
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  • 2015-11-1 16:29:24
 
最好的方式,这个可能每人个有不同的看法。
很多人喜欢充得尽量满,我是喜欢保证电池寿命,宁可少充5~10% 。

hyperphmy
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  • 2015-10-15 14:02:09
 
呦吼,我顶
wcm014
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  • 2016-5-6 21:17:18
 
陆大师,请教一个小白问题,,你的电池电压充电曲线图是用什么仪器测出来的?
Coming.Lu
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  • 2016-5-6 21:38:46
 
万用表测试,电脑记录。
lahoward
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  • 2015-8-4 07:13:52
 
这个太辛苦了,弄个Agilent 34972A Data Acquisition这些数据都可以自动记录的。
Coming.Lu
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  • 2015-8-4 07:37:06
 
那玩意,太贵了,而且工作的时候 滴滴答答 好吵。
lahoward
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  • 2015-8-4 08:09:22
 
贵是贵了一点,但效率高啊,人也轻松。声音也还好啦,比如你设定三分钟记录一次,则每三分钟一次很轻的继电器吸合声音,高灵敏小继电器,声音很轻。
Coming.Lu
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  • 2015-8-4 08:47:26
 
若是放在公司用,还能接受。
但在家里用,没法睡觉了。
lahoward
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  • 2015-8-5 03:24:36
 
说的是,放家里用没必要了。
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  • 2016-6-24 14:33:52
 
陆工,能不能发个清晰点的程序流程图呢?这个电脑看不清啊,,
Coming.Lu
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  • 2016-6-24 18:49:26
 
前面发的图,应该是网址转格式的时候,降低了分辨率。
刚才在电脑里找了好久,没有找到那个文件了,估计是什么时候备份文件的时候,把它当垃圾文件给删了。
我再找找备份的硬盘里,看看能不能找到。
Coming.Lu
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  • 2016-6-24 19:03:00
 
这次,丢人丢大了。
一直注重文件保存,家里硬盘都N个。
结果……
wxj1220
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  • 2015-8-10 15:02:28
 
厉害,只能搞个硬件的飘过
Coming.Lu
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  • 2015-8-10 21:16:25
 
把硬件搞好,也不错了。
lu到地老天荒
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  • 2018-2-23 15:35:27
 
调试才会装上的二极管是什么意思
Coming.Lu
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  • 2018-2-23 19:59:16
 
调试时,为给夹夹子方便,我会在输入端焊上个二极管。
同时还有防夹反的作用,防止调试时因多次拆夹而偶尔夹反的情况不至于烧板。
lu到地老天荒
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  • 2018-3-5 15:12:40
 
好 学到一招 嘿嘿
Coming.Lu
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Coming.Lu
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  • 2015-12-20 14:26:52
 
第三版原理图,基本画好:
第三版SCH_20151220.jpg
Coming.Lu
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  • 2015-12-20 14:32:34
 
IC脚位设置:
8CHCH_核心.JPG
Coming.Lu
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  • 2015-12-20 21:01:21
 
第三版PCB已画好:省掉了 TL494 和 IRS2111。
两个LM358,换成了一个LM324。
这样一来,顶面基本没有贴片元件了。

第三版PCB_3D.JPG
第三版PCB_3D_F.JPG


本帖最后由 Coming.Lu 于 2015-12-20 21:02 编辑

Coming.Lu
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  • 2015-12-24 23:51:44
 
板子做回来了,又是蓝油+土豪金。
第三版PCB空板.JPG
nvg007
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本网技工
  • 2016-4-12 00:42:52
 
无意中百度到这个帖子,特意注册了一个账号来顶贴。(本人非电子相关专业,会一点程序)
COMING.LU这样的实战哥必须顶一把。
另外有几点疑惑还请COMING.LU解答:
1,看似乎设计软件能直接出3D模拟图,求软件名和版本?
2,打样有无便宜可靠的店铺?在下咨询到的所有X宝的打样都特别贵,而且不做少起订量的板?

另外如果可能,能否分享方案和BOM?(我自己用MAXIM DS2712做,4节电池就需要2路芯片。。。)
Coming.Lu
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  • 2016-4-12 08:07:01
 
打板的话,深圳有两家我打过的,还可以:
软件是 Protel99 的升级版:AltiumDesigner09

深圳嘉立创,深圳顺易捷。这两家价格都差不多,基本是50~100元起步。(非广告,仅信息分享)
贴子里的所有板,都是在前面那家打的。

BOM,我自己都没有做出来,我都是习惯直接看着原理图焊板的。
上边都有原理图,可参考原理图设计。
nvg007
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本网技工
  • 2016-4-12 20:29:11
 
感谢回复!软件我去看看。

自己DIY的话,打板单价50~100就相当贵了。
我还是用油性笔自己画线,上三氯化铁吧 - -!

Coming.Lu
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  • 2016-4-12 22:33:23
 
50~100都贵么。
随随便便地摊吃个烧烤,都不只这数了。
或者外边吃几个快餐,也有这数了。
nvg007
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本网技工
  • 2016-4-13 01:49:12
 
内地收入水平普遍偏低,打几次PCB样,半个月工资没了。。。到时候不跪搓衣板,跪焊好的板子。

想想板子上密密麻麻的贴片就瘆的慌。
Coming.Lu
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  • 2016-4-13 07:57:16
 
不是跪插件元件的板么。
basso
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  • 2016-4-13 17:21:15
 
蓝油和绿油有啥区别啊?
Coming.Lu
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  • 2016-4-13 18:23:59
 
没区别,就个颜色而以。
basso
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  • 2016-4-14 09:20:10
 
呵呵 谢谢了 ~
Coming.Lu
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  • 2016-4-14 09:32:46
 
前些年,好像有一种说法是,绿油的特性,相对好些。
但现在这么多年过去,技术进步了,应该效果都差不多了吧。
basso
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  • 2016-4-15 16:46:14
 
恩 , 周末愉快 ~
Coming.Lu
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  • 2016-4-15 16:55:50
 
周末,又是在家搞 电子负载 的程序。
Coming.Lu
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  • 2016-4-29 22:24:30
 
好几个月过去,今天终于把第三版的板子,装了一块出来。元件还是满满当当。

换了新的主控IC,把 TL494 和 IR2111S 去掉,它俩的工作全由MCU完成。
希望程序能顺利移植过来。
CY8C版_实物.JPG

Coming.Lu
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  • 2016-4-30 09:07:37
 
趁5.1放假,把程序弄一下。
调试习惯是先验证一下各功能块是否正常工作。
代码是启动各功能块:
功能验证.JPG

8个LED,正确点亮:
点灯验证.JPG

两个基准电压也正确(分别是 1.62V电压基准 和 0.073V电流基准):
电压基准验证.JPG
电流基准验证.JPG
Coming.Lu
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  • 2016-4-30 11:02:37
 
验证PWM。
红色是 上管驱动绿色是 下管驱动
scope_355.png

死区实测约140ns
scope_356.png

上管关断,有点慢,这还是没有装管子的波形。
装上管子应该还要慢很多,看来要改进一下驱动电路,或者加大死区。
scope_357.png
Coming.Lu
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  • 2016-5-2 12:36:27
 
把死区加大,并配合MOS驱动设成 不对称死区
速度快的,死区小点,速度慢的,死区大点。
快的,250ns
scope_359.png

慢的,530ns
scope_360.png
Coming.Lu
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  • 2016-5-2 12:37:54
 
装上两个102电容,模拟MOS管驱动波形:
scope_361.png
scope_362.png
Coming.Lu
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  • 2016-5-2 12:39:51
 
感觉死区有点大,再调小点。这样应该就差不多了。
快的,180ns 死区
scope_363.png
慢的,400ns 死区
scope_364.png


Coming.Lu
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  • 2016-5-2 21:34:41
 
奋斗了一天,第三版终于可以测试曲线。
打的第一条曲线:
CY8C_曲线_01.JPG
Coming.Lu
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  • 2016-5-4 22:45:30
 
一位好友建议:充电器能用5V工作会更好
考虑了一下,因第三版已取消了 TL494 和 IR2111S,全由 MCU 处理,是可以在 5V 下正常工作的。
今天把程序改了改,现已能 5~12V 都可以正常充电。
考虑到电脑 5V USB口,只能输出 500mA,所以 5V 输入时,只能一节一节排队充电
这样慢充,大约3小时可以充1节 2000mAh电池,充8节要 24小时
司马仲达
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总工程师
  • 2016-5-6 20:32:35
 
靠谱的朋友啊
Coming.Lu
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  • 2016-5-6 20:54:27
 
是的。
其之前也想过兼容5V供电的。
只是当时用了TL494+IR2111S,不能在那个电压下工作。
后来用 MCU 替代以后,又没想着加上去。
Coming.Lu
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  • 2016-5-6 20:56:54
 
4节电池同时充电,温度也不算太高。
MOS管温度最高,温升约 22~25度
盖上外壳的话,应该还会再高一些。
VT_0030T.BMP
Coming.Lu
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  • 2016-5-8 12:36:35
 
用电子负载的面板,来监测充电器状态。
这样总算可以清楚看到它运行的情况了。
监测数据.JPG



Coming.Lu
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  • 2016-5-8 17:10:14
 
电池电压1.3984V(右上角数字):
电压显示.JPG

充电时间限制,倒计时131.61分钟(右上角数字):
时间显示.JPG

真是了如指掌,有哪一步程序走错了,都一清二楚。
Coming.Lu
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  • 2016-5-18 18:49:20
 
又淘了些电池
彩虹电池.JPG
Coming.Lu
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  • 2016-5-21 15:07:46
 
又测试了半个月,多次调整程序,想找到个较合适的点,真不容易。
程序更新.JPG
Coming.Lu
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  • 2016-5-21 19:55:45
 
充电曲线_CY8C_20160515_加加充电.JPG
充电曲线,程序版本:8CHCH_CY8C_20160515_加加充电
Coming.Lu
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  • 2016-5-24 21:42:05