本文要分析的電路
用了一年的火火兔壞了,充不了電。
作為一名合格的電工,自然是要自己修的。
拆之前擺拍一個。
首先是要脫掉火火兔的衣服。
不好意思發錯圖了,這張才是:
螺絲孔都在後面,很好拆:
拆開之後:
标注一下各個部件:
檢查首先從主控闆開始:
出于專業習慣,好奇心太強,習慣性标注主要的IC:
别忘了這是在維修,充不了電,趕緊找到充電相關的電路才是,在主控闆的右下方找到了充電電路:
發現火火兔使用的是“最簡單的锂電池充電電路”,沒有使用充電管理芯片,實在是太節省成本了!
充電電路的PCB走線用黃綠色标示
對應的電路原理圖如下:
注意電阻R10的阻值不詳,因為就是它燒掉了,導緻充不了電。
所以無法得知R10原來的阻值是多少。
前面實物圖中的電阻R10,也已經是維修後的樣子。
元件說明了解電路中用到的電子元件的性能參數,才能對電路做出準确分析。
1、二極管D2
型号為SS14,從其數據手冊可知,其為“肖特基”二極管,最大可流過1.0A的電流。
當流過1.0A電流的時候,二極管壓降Vf最大為0.55V。
2、電池BAT1
電池身上有以下絲印:
另外這種聚合物锂電池,裡面都是帶保護闆的。
火火兔這款電池因為藍色保護膜的緣故,看不到保護闆,以下的這款能看到:
保護闆的作用是:防電池過充、過放、正負極短路。
火火兔锂電池充電電路做得這麼簡單,就“巧妙”地運用了锂電池保護闆的功能。
電路分析分析基于以下的情形:
就這樣,各點的電壓都确定了。
此時,電阻R10兩端的電壓為 4.65V - 2.75V = 1.9V。
随着不斷充電,電池電壓逐漸升高,所以1.9V是電阻R10兩端最大的電壓差,此時充電電流也達到最大。
不妨猜測一下,燒掉的R10電阻的阻值是多大?
我是這樣分析的,電池容量是600mAh,剛開始充的時候充電電流最大,充到後面電流很小了。
為了讓充電時間不至于過長,那麼剛開始要以1C來充,1C也就是電池容量的1倍。
所以剛開始充電電流是600mA,電阻R2兩端的電壓是1.9V,電阻大小為:
1.9 / 0.6 = 3.17(歐姆)
根據焦耳定律,此時電阻R2的功率為:
0.6 x 0.6 x 3.17 = 1.14(瓦特)
好高的功率,難怪之前這個電阻會燒掉了!
要知道1206封裝的貼片電阻,能承受的最大功率也就0.25W!
既然原來的電阻R10已經燒掉了,是怎麼修的呢?手上隻有0402封裝的貼片電阻,于是并聯了31個100歐姆的電阻代替!焊接完的效果見下圖:
31個0402的100歐姆電阻并聯
31個100歐姆的電阻并聯後,等效電阻為:
100 / 31 = 3.23(歐姆)
1個0402的電阻最大功率為1/16瓦,31個可以承受的最大功率為 :
1 / 16 x 31 = 1.94(瓦特)
以上參數滿足設計需求。
當電池電壓被充電達到4.2V時:
電阻R10兩端的電壓仍有:
4.65 - 4.2 = 0.45(伏特)
充電電流仍有:
0.45V / 3.23Ω = 139.32mA
繼續充電令電池的電壓繼續上升,最後電池内部的保護闆會觸發過充保護,與外圍的充電電路斷開,從而不再充電。
以上就是“最簡單的锂電池充電電路”的充電原理!
充電管理芯片是怎樣充電的作為對比,需要了解充電管理芯片是怎樣充電的。
可以直接閱讀充電管理芯片MP26028的數據手冊,充電過程寫得非常詳細。
充電分為三個過程:
三個過程中電池的電壓Vbatt與電流Ibatt關系見下圖。
另外,充電管理芯片具有的軟啟動功能、充電狀态指示功能、過熱保護功能等,都是火火兔的充電電路所不具備的。
具體本文不再展開,感興趣的讀者可以去讀MP26028的數據手冊。
總結火火兔的锂電池充電電路,實在是最簡單的充電電路。
優點隻有一個,就是電路簡單,成本低。應該承認其在某些場景下具有使用價值。
缺點方面羅列幾個:
最後問題來了:
你在設計産品時,會使用這樣簡單的充電電路嗎?
如果一個産品使用這樣的充電電路,你會買嗎?
來源:電路啊
作者:LR梁銳
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