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