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标题: HTCR-4818-R01充电器设计 [打印本页]

作者: 胡屠 时间: 2007-10-9 17:05
标题: HTCR-4818-R01充电器设计
这是一个带修复功能的充电器设计。在设计这个充电器之前，首先值得庆贺的是，本版来了个张老先生，可以让我们更加明确我们的设计方向。因此，恳请张老先生，在设计过程中指点迷津。

作者: 信阳得康 时间: 2007-10-9 18:32
不懂，先顶了！

作者: ckks 时间: 2007-10-9 19:11
支持胡总在做业内标榜。

作者: cf100 时间: 2007-10-9 21:27
呵呵，帮顶一下。

作者: 科技以人为本 时间: 2007-10-9 22:52
杀猪的真是刀刀见血，呵呵。顶你。

作者: 胡屠 时间: 2007-10-12 15:23
这两天，笔记本跟俺过不去，开机时间长点点，就死机；一开protel,还没有动作，又死机。重装系统、换内存条。。。。。。，目前还没有解决。

作者: 后勤 时间: 2007-10-12 21:49
支持一下.顶@

作者: 张平安 时间: 2007-10-13 11:40
标题: 请教你一个问题
你在“浅析数码电池”的文章里，说到一个旁路放电电路，这个电路是一个电压开关电路，你说比较可靠，我感觉到这个电压开关比较容易出现问题，因为稳压二极管有泄漏电流，刚开始电流很小，但带电时间长了，电流就逐渐增加，让电路误导通。另外就是这个开关三极管，尽管进行老化，但长期带电后也容易击穿。
您能否给我介绍一个更可靠的电压开关电路。老张虚心请教！

作者: chack 时间: 2007-10-13 19:18

原帖由 张平安 于 2007-10-13 11:40 发表
你在“浅析数码电池”的文章里，说到一个旁路放电电路，这个电路是一个电压开关电路，你说比较可靠，我感觉到这个电压开关比较容易出现问题，因为稳压二极管有泄漏电流，刚开始电流很小，但带电时间长了，电流就 ...

张老:电子线路和电瓶是不一样的,稳压二极管漏电流不会随着时间的延长而增大的,但和温度有关系,不过环境温度的变化还不至于引起它的误动作.开关管损坏的原因一般是过流过压过热,在这里过流和过压都可以排除,开关管在完全导通前的线性区发热相对较大,不过散热良好的话也不会过热的,那么这时它的寿命就是元件的寿命了,这个线路只有4个元件,应该是最简单的,我感觉也是最可靠的.

但这个线路也有缺点:1,受稳压管参数影响,批量化生产离散性较大.2,开关管在还未完全导通之前的线性区上消耗功率较大,而这个线路又会使开关管频繁工作在这个区域,是开关管损坏的一个隐藏的原因,如果需要改进的话应该加一施密特触发器,触发端可调,增加了产品的一致性,同时可以使功率管完全工作在开关状态,并且还能避免开关管的频繁动作.

作者: chack 时间: 2007-10-13 20:45

原帖由胡屠于 2007-10-12 15:23 发表
这两天，笔记本跟俺过不去，开机时间长点点，就死机；一开protel,还没有动作，又死机。重装系统、换内存条。。。。。。，目前还没有解决。

散热如何呢?

作者: 张平安 时间: 2007-10-13 22:05

原帖由 chack 于 2007-10-13 19:18 发表

张老:电子线路和电瓶是不一样的,稳压二极管漏电流不会随着时间的延长而增大的,但和温度有关系,不过环境温度的变化还不至于引起它的误动作.开关管损坏的原因一般是过流过压过热,在这里过流和过压都可以排除,开 ...

感谢胡总的分析。不管“数码电池”的附带功能有多少，为了做到静态0功耗的目的，我们都必须在功能模块前面加电压开关，电压开关我们目前的不良率还存在0.095%，别以为这个数字很小，一组电池4只，不良是按照4倍的放大在成品中体现出来。我们的期望的不良是不超过十万分之一，很难啊！
您说，稳压二级管在制造过程中因为焊接的原因，温度瞬间超过270℃，是存在未来不良的潜在原因吗？

作者: 吾心飞扬 时间: 2007-10-13 23:13
线路板在焊接时时温度也超过270℃，而且这个时间要比二级管制造过程中长很多

作者: chack 时间: 2007-10-13 23:22
弄错了

[ 本帖最后由 chack 于 2007-10-13 23:32 编辑 ]

作者: chack 时间: 2007-10-13 23:32

原帖由 张平安 于 2007-10-13 22:05 发表

感谢胡总的分析。不管“数码电池”的附带功能有多少，为了做到静态0功耗的目的，我们都必须在功能模块前面加电压开关，电压开关我们目前的不良率还存在0.095%，别以为这个数字很小，一组电池4只，不良 ...

1,管理是最基础,科学的管理是产品质量保证的前提.
2,实现某种功能的线路可以有多种,但不会都是最优设计,最优设计是降低不良率的基础.
3,原材料质量可以分多个等级,但其可靠性及寿命绝对不同,严把原材料质量关是保证.
4,生产工艺也分多种,手工作业也能生产,但其可靠性很难保证,生产工艺也很关键.
5,质量检验也很重要,检验标准必须科学合理严格,质检员必须严格按照检验标准检验方可通过.
6,高温老化工序不可缺少,这道工序可以使不稳定的隐患表现出来,增加成品的稳定性.

以上几点,个人瞎总结的,也不知对不对,仅供张老参考.

作者: 大林子 时间: 2007-10-14 00:32

原帖由 张平安 于 2007-10-13 11:40 发表
你在“浅析数码电池”的文章里，说到一个旁路放电电路，这个电路是一个电压开关电路，你说比较可靠，我感觉到这个电压开关比较容易出现问题，因为稳压二极管有泄漏电流，刚开始电流很小，但带电时间长了，电流就逐渐增加，让电路误导通。另外就是这个开关三极管，尽管进行老化，但长期带电后也容易击穿。
您能否给我介绍一个更可靠的电压开关电路。老张虚心请教！

我也认为这是最简单可靠省电的电路了，以前有一个产品上用过，一直很正常。稳压二极管漏电流在温度升高时增长很快，所以BE之间还要一放电电阻。这个漏电流是有可能在几年后进入老化期，这点国外的稳压管做的要比国产的好，比如小日本的就不错。合格的开关三极管长期带电后不会出现容易击穿的现象，前提是耐压要选最大可能出现的工作电压的三倍以上，并且进行高温老化挑选后的，现在的半导体焊接温度255度，10秒都是保证的。
要电压更精确的，只能用TL431了，但有0.5mA的最低工作电流，并且元件多了，可靠性会下降，加施密特多余了，三极管上的消耗并不大，最大值出现在三极管等效电阻为51欧时，这时电阻和三极管上的功率都为1.18W，一介220的管子，只要贴在线路板上就能把产生的热散掉，温升不过一二十度，离损坏还远。

作者: AHG 时间: 2007-10-14 09:46
最简单的方法是IN4OO1多个串连。

作者: AHG 时间: 2007-10-14 09:56
要能在每个单格上并4个串连的1N4001。那更是一个根本解决单格平衡的好办法。

[ 本帖最后由 AHG 于 2007-10-14 09:58 编辑 ]

作者: 胡屠 时间: 2007-10-15 19:02
哈哈哈，八仙过海，各显神通。
杀猪的买了新笔记本，接下来可以做设计了。

作者: 胡屠 时间: 2007-10-16 09:29
答张平安老先生：
[attach]16096[/attach]
如上图所示，图中选择的稳压二极管为0.25W/15V，型号为1N4702。这个管子的具体参数我还没有查到，但我查到了1W/15V（1N4744A），在管子上加压到11.4V时，电流为5.0μA。1N4702的功率比1N4744A小得多，理论上漏电流不会比1N4744A大。
[attach]16097[/attach]
上图是MJE13005三极管的电流放大系数，我们可以取最大60，那么，流过三极管的IC=60×5μA＝300μA，即0.3mA。如果这个数字不能满足要求，可以换Z1为BZX55系列的稳压二极管，BZX55-C15在12V的漏电流为0.1μA，此时流过三极管的电流为6μA。
这个电路简单可靠，但也有不足。不足的不是老化和焊接问题，是稳压二极管的一致性、温飘和导通变化率。这几点都将影响到平衡器的特性。
一致性：比如BZX55-C15，在5mA测试下，同批产品的电压为13.8-15.6（说明书上的参数），这将严重影响产品的调试。
温飘：稳压二极管在相同工作电流下，温度不同电压不同，稳压值将随温度增高而变高。我目前手里没有资料给您一个准确的数据，但0～40℃范围15V稳压管的变化值不会小于0.5V。
导通变化率：稳压管在开始导通后有一个电压变化过程，比如，以IC=10mA计开始导通，这是电池电压假定15V，到IC=0.5A时，电池电压有可能是15.4V，形成了一个0.4V的压差。
没有什么好的电路推荐给您，下面电路提供给您参考。
[attach]16098[/attach]
TL1341C的主要技术参数如下，工作范围－20～70℃
[attach]16099[/attach]
从上表可以看到，电压的离散性很小，温飘也很小，并且关断时，AK之间的电流最大为500nA。因此，当电池电压没有达到15.2V之前，电路的功耗就由取样电阻R1、R2、R3决定，15V时为0.2mA。下面是TL1341的等效电路。
[attach]16100[/attach]
另外，如内部再加延生器以增加修复功能的话，电流做到50mA左右可以保证修复效果。

作者: 胡屠 时间: 2007-10-17 11:14
推荐一篇文章给大家看。
[attach]16112[/attach]

作者: 侠客981 时间: 2007-10-17 11:18
不错!好贴!~~~~~~~~~

作者: 侠客981 时间: 2007-10-17 11:27
慢脉冲快速充电没有详细说明,就是一个名词,具体充电参数没有详细说明

作者: 1老头 时间: 2007-10-17 11:35
不知道这文章什么时间发表的？

我的理解干活还是应该大干一阵。就休息一会。效果比老是一劲干完好。

是呀，没有给出来具体脉冲图。胡总能给个不？

我马上改我的充电器。但是。改到1C电流有问题。充电器功率一定不够。尽量大吧。

负脉冲的试验放一放。。先实验这个！

作者: 胡屠 时间: 2007-10-17 13:51
哈哈哈哈，人家都告诉你们了，人家还吃饭不？但是，给了一个启示，不是么？

作者: 1老头 时间: 2007-10-17 14:42
也对。。。。。。。。。。。。

作者: 侠客981 时间: 2007-10-17 16:32
估计这"慢脉冲快速充电"过程中适时加入负脉冲是有的.占空比也是变化的

作者: chack 时间: 2007-10-17 20:28

原帖由 侠客981 于 2007-10-17 16:57 发表
注意文章提到的2点:
1.慢脉冲大电流充电消除不均衡性
如图5.2.1b所示，电池在充电时，充电电流愈小，则电池组中三只电池的电压分叉愈大，电池组的不均衡性愈显著(换句话说就是在充电电流较大时,电池组中三只电池的电压分叉愈小)，我们采用慢脉冲大电流快速充电方法能有效地消除极化，同时减缓电池组的不均衡
2.慢脉冲快速大电流充电有利于消除蓄电池硫酸盐化和PCL
有些因容量不足的蓄电池，通过大电流快速充电后，容量可以显著增加。从上述数据可以看出，慢脉冲充电电流1.5CA时，对电池容量有显著地恢复作用，经过一段时间使用也未见容量有明显衰减，可以说明活性物质的数量已增加，不可逆转的在充电过程中变成了又可以重新使用

我怎么觉着您说的这些都是小电流才能达到的目的呀.

作者: chack 时间: 2007-10-17 21:17
胡总:我到想建议您增加个小电流修复档,可用0.1-0.05C逐渐降低,不限压,定时充30小时(甚至更长),不知妥否?

作者: 大林子 时间: 2007-10-17 21:25

原帖由 chack 于 2007-10-17 21:17 发表
胡总:我到想建议您增加个小电流修复档,可用0.1-0.05C逐渐降低,不限压,定时充30小时(甚至更长),不知妥否?

胡总一开稿就说过，这次要用单片机做带修复功能的，每充30次电，就进入一次不限压的修复充电，充一天一夜。

作者: chack 时间: 2007-10-17 21:38

原帖由 大林子 于 2007-10-17 21:25 发表

胡总一开稿就说过，这次要用单片机做带修复功能的，每充30次电，就进入一次不限压的修复充电，充一天一夜。

就看后边了,没看前边,呵呵!白说了

作者: 大林子 时间: 2007-10-17 22:02
胡总的第三只充电器就设计这只 1C 的慢脉冲 + 负脉冲充电器吧！让我们跟着学点。1小时能充到70%也让我流口水了。

作者: 胡屠 时间: 2007-10-18 14:44
您们的建议，都是很好的，我想办法实现。明天去动身南京看展览，回来就认真的做设计。

作者: 张平安 时间: 2007-10-18 16:49

原帖由胡屠于 2007-10-16 09:29 发表
答张平安老先生：
16096
如上图所示，图中选择的稳压二极管为0.25W/15V，型号为1N4702。这个管子的具体参数我还没有查到，但我查到了1W/15V（1N4744A），在管子上加压到11.4V时，电流为5.0μA。1N4702的功率 ...

非常感谢你：胡老师！

作者: 胡屠 时间: 2007-10-18 17:02
别客气，张老先生。
设计1C充电器？拜托，要出人命的。

作者: sheji 时间: 2007-10-18 22:39
楼塌了一层？那我那帖子还有用吗？我是补充的，，，
我也自裁吧，，，

作者: 胡屠 时间: 2007-10-19 08:49
同志们，快速充电，今后专门讨论，那玩意毕竟是带了点技术的，是不是？杀猪的玩不玩得转，另当其论。
[attach]16143[/attach]
图纸先发上来，南京回来后，我们在一起讨论具体的内容。

[ 本帖最后由胡屠于 2007-10-19 08:55 编辑 ]

作者: 后勤 时间: 2007-10-19 11:25
请教一个问题: 如何有效,简易的检测稳压二极管的漏电问题?

作者: hzzm 时间: 2007-10-24 12:44
几点建议：
1，增加电压反馈电路防止过压。（目前只有单片机控制可能不够，如刚开机时单片机还有启动时间）。
2，电阻R19是否可以改为二极管。
3，感觉36121的脉冲产生方法更好，是否可以采用。

作者: dq1688 时间: 2007-10-25 00:54
呵呵,431是比稳压管可靠!!!

作者: dq1688 时间: 2007-10-25 00:57
还有充电器设计确实比较难,因为新电池和用过的和正在使用应该都是有区别的确.要普及确实很困难而且用户的素质不一样,得出的结果也不会一样的,呵呵

作者: weizl 时间: 2007-10-26 12:57
标题: 回复 #8 张平安的帖子
在13003的基极到发射极加一个1K 的电阻吧,即是稳压管有一点漏电,也不会使13003通.只有当稳压管有0.6/1K=0.6mA以上电流,13003才会通.一般稳压管没有这么大的漏电吧.

作者: 胡屠 时间: 2007-10-28 13:34
感谢大家的支持，这阵因为市场疲软，内部调整，反而时间不够。只有晚上抽空做点设计工作。

作者: 胡屠 时间: 2007-10-28 13:46
HTCR-4818-R01设计说明
一、项目概况：
本设计是基于HTCA的原边控制，副边采用单片机控制，实现电池的智能充电电池，以达到延长电池寿命的目的，扭转“电池是充坏”的行业被动局面。
本设计采用了原边电流反馈控制，以期降低对原边开关电源控制的精度要求，实现自动的全程正脉冲电流实时控制。
电路设计了修复单元，在电池深度放电或补充阶段启动，用小电流修复充电，达到去硫化的功效。
利用单片机内部的E2PROM，实现掉电状态记忆，以完成固定次数充电后的强行补充，打破单格电池容量落后的状态。同时，增加手动设置强行补充的功能。
调整设计，将原边开关电源设计成完全的“开关”电源，以实现充电器长时间在线，并定时补充，以解决电动车长时间不使用出现的电池流化。
实现－20℃～＋40℃的温度补偿，解决夏天电池容易充坏冬天电池充不满的状况。

作者: 阿童木 时间: 2007-10-29 10:01

原帖由胡屠于 2007-10-28 13:46 发表
HTCR-4818-R01设计说明
一、项目概况：
本设计是基于HTCA的原边控制，副边采用单片机控制，实现电池的智能充电电池，以达到延长电池寿命的目的，扭转“电池是充坏”的行业被动局面。
本设计采用了原边电流反 ...

期待中，估计何时有成品？
建议将界面稍稍丰富一些.

作者: 胡屠 时间: 2007-10-29 16:49
二、原边开关电源的“开关”工作：
[attach]16254[/attach]
图一
   如上图所示，为原边开关电源控制电路。关于原边“开关”有两种模式，一种时“软关断”，既在光藕关断时，开关电源并没有完全关断，开关电源输出小功率（＜1W），为副边的控制电路提供电源。第二模式就是“硬关断”，既光藕关断时，原边的开关电源停止工作，副边的控制电源由电池提供工作电源，一旦不连接电池，整个充电器不工作。
1）、软关断：
第一种“软关断”模式，“可林”的“正负脉冲”和“正脉冲充电器”使用这种电路。由于TL3842的电流设定温飘较大，尤其是小功率输出的设定，更是严重受到温度的影响。如图二所示。
  [attach]16255[/attach]
图二
[attach]16256[/attach]
图三
如图三所示，如果不加温度补偿，就会出现两个问题。一是当设定Vth=0.4V为最大电流设定值时，温度变化将引起电流变化，这还不是最主要的问题，可以通过计算机电流采样，调整充电脉冲的占空比将平均电流衡定；第二个问题，是小功率输出，就会出现温度高时空载过压，温度低时控制无输出。要解决“软关断”的温飘问题，电路上就必须进行温度补偿，如下图所示：
[attach]16257[/attach]
图四
如图四所示，为了解决温度的影响，增加了RT1、RT2两个温度电阻，以及两个可调电位，以求能准确调试。这使得电路变得复杂，生产的调试复杂。这个电路的优点就是省掉副边的电流闭环控制。
2）、硬关断：
在光藕关断期间，原边开关电源不工作，副边控制电路的电源由电池提供。这样的设计，避免了开关电源小功率输出需要的复杂温度补偿电路。同时，由于副边能完全关断原边的工作，对于充电器长时间在线待机，是极其有利的，也是需要。最主要的是，这种工作方式，对于充电器原边上电，冲击也很小。缺点就是副边不接电池无法显示工作状态，对于生产调试、故障检测，将带来一定的麻烦。

作者: 大林子 时间: 2007-10-29 23:13
不错，我也喜欢384X用原边做电流设定，当恒流源用，只管控制电压就可以。这里是用脉冲充电，所以连电压都不用控制，只管脉冲的宽度就可以。

作者: 胡屠 时间: 2007-10-30 10:57
3）、光藕导通关闭开关电源的开关控制
上面两电路各有优缺点，但有一个共同点，就是光藕关断，开关电源关闭。为了弥补上述两点路的缺点，采用传统的充电器光藕工作模式，既光藕导通关闭开关电源。
[attach]16286[/attach]
                           图五
如上图所示，VBT1为副边变压器整流后的电压，既副边滤波电容上的电压。Z2、R37的设计，保证副边空载时输出电压在42V左右，这样可以保证绝大多数电池先连接时，U4导通，关闭开关电源，同时，也为空载上电留下一个较大的电压过冲空间。这里着重讲解原边开关电源的“开关”工作原理，因为有网友给我留言，说图中TL3842的1、2脚没有偏置电阻，是无法工作的。

   [attach]16287[/attach] 图六                               [attach]16288[/attach]图七
图六是TL3842的内部结构图，当2脚接地时，运放关断。1脚悬空时，0.5mA（厂家不同，这个值也不同，有的厂家标注1mA）的恒流流经内部的设置电路，将电流设置为1V。图七是等效电路，当光藕关断时，R34对芯片内部的恒流源分流，以此来调整VIS。当光藕导通时，使恒流源的电流全部流经光藕，则VIS=0，开关电源定制停止工作。R39是在光藕导通时起到限流作用，防止C17造成冲击。

作者: 胡屠 时间: 2007-10-30 12:29
杀猪的因年底工作忙，决定设计到此结束。相信象大林诸君，根据前面的原理图，已经能理解杀猪的设计意图了。非常感谢论坛提供地方让杀猪的忽悠。

作者: 胡屠 时间: 2007-11-1 11:47
有几篇关于脉冲充电的文章，杀猪的以为值得一看，发上来给杀猪的相似的不识时务的傻冒们。
[attach]16331[/attach]

作者: 老顽童 时间: 2007-11-1 14:01
过年杀猪过年，下载了

[ 本帖最后由老顽童于 2007-11-1 15:59 编辑 ]

作者: 论坛 时间: 2007-11-1 16:25
全程间断充电，每段分ab区，各段充电电流逐级减小，在主要大电流区域的每段的a区完成70%以上的充电量，达到快冲的目的。余30%和通常方法近似。
电流大小、时间没有说，显然保密中。猜算最大电流也要在5C以上。

作者: 西部电动车 时间: 2007-11-16 06:01
标题: 给你们鼓劲
卖车的商人不懂电子电路，可是最希望有最好的充电器,控制器,电池，装在漂亮的电动整车上!一直达到用户不在关注"良好"的售后上!我们现在最头痛的就是电池,充电器，控制器的高比例损坏，著名品牌车包括在内，卖车简直是疲与奔命.
拜托你们这些专家了!把你们叫爷都行啊?

作者: 大林子 时间: 2007-11-23 21:39
不用叫我们做配件的“爷”，整车厂才是爷，疯狂压低我们的价格不说，有个对手进来，控制器充电器比我的低个五毛一块，那我们就被挤出大门！还有付款，送货时付本批的30%，一个月后再付上批的30%，再下月也一样，于是资金在整车厂里越压越多，上了贼船可不好下了。可气的是，规定的给付款的那几天，老总却躲着不见人，没他签字谁也拿不到钱!最后一个企业黄了，拿不出工钱吃饭，那个年代关了多少小厂！

作者: 胡屠 时间: 2007-11-26 12:41
哈哈哈

作者: hls_918 时间: 2007-12-5 10:33
支持一下.顶

作者: 大林子 时间: 2008-1-19 13:28
今天重新研究了一下胡总这个设计，收益不小！

最近在做350W的充电器开发。

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