簡單可靠的鋰電池充電器,Lithium-Ion Battery Charger

關鍵字：簡單可靠的鋰電池充電器

最近買了些鋰電池，尤其是沒有保護板的，打算串并聯成電池組。但鋰電池驕氣，擔心萬一過流短路，因此設計了一個簡單的鋰電池充電電路，借這里人氣旺盛貼在此處，雖然題目上說“出售”，那只是靠題罷了，實際售價為0，無償提出供討論。

電路很簡單，元件很容易廉價獲得，適用范圍很寬，可以適應1節－4節串連電壓，充電電流可以通過元件參數選擇，充電特性也比較理想，原理如下：

由LM317和R1、R2、R3組成一個典型的恒流電路（431暫時認為斷開R4比較大可以先不看）。當電壓不太高時保持恒定的充電電流。以兩節電池充電為例，理想狀態下，充電電流應該是電壓達到8.3V前一直保持恒定。當A點電壓達到拐點值8.3V時，經過R4、R5分壓，TL431開始導通，并把LM317的基準點電壓從8.3V逐漸拉下。所謂拐點就是指電流開始下降的那點。直到電壓達到8.4V的0電流點，A點仍然保持這個8.3V電壓，LM317的輸出Vout下降到8.4V，其調整端下降到7.17V。

電池電壓為8.3V時（拐點）各點的電壓都標在圖上，充電截止（8.4V）的各點電壓以括號形式也標在后邊。


元件選擇
LM317，三端可調串連穩壓塊，選塑封的，LM317T，常用。根據電流不同，應選用相應的散熱片。
TL431，三端可調并聯穩壓塊，與一個小三極管外形一樣，常用。
RL就是外接被充電池。
電流采樣電阻R1，計算方法是R1=1.23/充電電流。例如，若充電電流為0.3A，則電阻應該選擇4.1歐。這個電阻一般要選擇功率大一些的，比如1A就應該是2W的。

可調電阻R4可以選擇那種籃色的精密多圈，取比額定值大一些的，比如23.2k的就可以選擇25K的多圈。若嫌多圈太貴或難找，也可以用一個固定電阻串連一個普通可調電阻。例如23.2k的就可以選擇22k固定加一個2.2k－3.9k可調節的，以便進行精細調節。

電阻R2的要求不是很高，可以采用串并聯的方法得到。比如8.8歐可以選擇10歐并聯75歐（或并50歐－91歐）

若電路設計為適應不同的電壓，比如可以轉換完成2節、3節、4節電池的充電，那就應該分別選擇可調電阻，并找一個2刀3擲波段開關，用來切換兩個可調電阻。

若要求充電電流也可以變化，自然也可以使用波段開關來轉換。

調整時，接上電源（需要高于電池最高電壓3.8V或以上，在此例中，為12.2V），不接負載，調整R4使得Vout為8.4V即可。驗證：用電流表短路Vout到地，應該是額定電流。

這個電路的弱點是：沒有反接保護。反接后盡管不會馬上有什么損害，但電池放電。
另外，若是接入比額定值高的電池（比如2節電池的充電電路接了3節電池），則有少許放電。

剛才試驗了一下，為了省事，直接仿照電路圖搭焊，也算直觀，經過測量，一切均為預期，試驗成功。
這個電路的特點是：
簡單容易做，充電特性很理想。

試驗電路中，我的電阻選擇：
R1：3.9歐，1W
R2：8.7歐（10歐并68歐）
R3：100歐
R4：20k＋5k可調
R5：10k
實際測量恒流電流為0.32A