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锂电池与充电电路

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标签: 充电电路图

充电电路图

锂电池

  是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。

本文介绍锂电池的特性与充电电路。

文档内容节选

锂电池与充电电路    锂电池是继镍镉镍氢电池之后,可充电电池家族中的佼佼者锂离子电池以其优良的特 性,被广泛应用于 手机摄录像机笔记本电脑无绳电话电动工具遥控或电动玩具照相机等便携式电子 设备中    一锂电池与镍镉镍氢可充电池: 锂离子电池的负极为石墨晶体,正极通常为二氧化锂充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入 石墨层中放电时,锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极所以,在该电池充放电过程 中锂总是以锂离子形态出现,而不是以金属锂的形态出现因而这种电池叫做锂离子电池,简 称锂电池 锂电池具有:体积小容量大重量轻无污染单节电压高自放电率低电池循环次数多 等优点,但价格较贵镍镉电池因容量低,自放电严重,且对环境有污染,正逐步被淘汰镍 氢电池具有较高的性能价格比,且不污染环境,但单体电压只有12V,......

锂电池与充电电路 | | |   锂电池是继镍镉、镍氢电池之后,可充电电池家族中的佼佼者.锂离子电池以其优良的特 | |性,被广泛应用于: | |手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子| |设备中。 | |   一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池: | |锂离子电池的负极为石墨晶体,正极通常为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入| |石墨层中。放电时,锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。所以,在该电池充放电过程| |中锂总是以锂离子形态出现,而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池,简| |称锂电池。 | |锂电池具有:体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多| |等优点,但价格较贵。镍镉电池因容量低,自放电严重,且对环境有污染,正逐步被淘汰。镍| |氢电池具有较高的性能价格比,且不污染环境,但单体电压只有1.2V,因而在使用范围上受到| |限制。                              | |   二、锂电池的特点: | |1、具有更高的重量能量比、体积能量比; | |2、电压高,单节锂电池电压为3.6V,等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压; | |3、自放电小可长时间存放,这是该电池最突出的优越性; | |4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应,所以锂电池充电前无需放电; | |5、寿命长。正常工作条件下,锂电池充/放电循环次数远大于500次; | |6、可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5~1倍容量的电流充电,使充电时间缩短至1~2小 | |时; | |7、可以随意并联使用; | |8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素,对环境无污染,是当代最先进的绿色电池; | |9、成本高。与其它可充电池相比,锂电池价格较贵。 | |   三、锂电池的内部结构 : | |    锂电池通常有两种外型:圆柱型和长方型。 | |电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极| |间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负| |极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质| |溶液。另外还装有安全阀和PTC元件,以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏 | |。     | | 单节锂电池的电压为3.6V,容量也不可能无限大,因此,常常将单节锂电池进行串、并联处 | |理,以满足不同场合的要求。 | |   四、锂电池的充放电要求; | |1、锂电池的充电:根据锂电池的结构特性,最高充电终止电压应为4.2V,不能过充,否则会 | |因正极的锂离子拿走太多,而使电池报废。其充放电要求较高,可采用专用的恒流、恒压充电| |器进行充电。通常恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电,当恒压充电电流降至100mA以内时,应| |停止充电。 | |充电电流(mA)=0.1~1.5倍电池容量(如1350mAh的电池,其充电电流可控制在135~2025mA | |之间)。常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右,充电时间约为2~3小时。 | |2、锂电池的放电:因锂电池的内部结构所致,放电时锂离子不能全部移向正极,必须保留一 | |部分锂离子在负极,以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则,电池寿命就相应| |缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子,就要严格限制放电终止最低电压,也就是说| |锂电池不能过放电。放电终止电压通常为3.0V/节,最低不能低于2.5V/节。电池放电时间长短| |与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间(小时)=电池容量/放电电流。锂电池放电电| |流(mA)不应超过电池容量的3倍。(如1000mAH电池,则放电电流应严格控制在3A以内)否则会| |使电池损坏。 | |目前市场上所售锂电池组内部均封有配套的充放电保护板。只要控制好外部的充放电电流即可| |。 | |   五、锂电池的保护电路: | |两节锂电池的充放电保护电路如图一所示。由两个场效应管和专用保护集成块S--8232组成, | |过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路,由保护IC监视电池电压并进行控制,当电| |池电压上升至4.2V时,过充电保护管FET1截止,停止充电。为防止误动作,一般在外电路加有| |延时电容。当电池处于放电状态下,电池电压降至2.55V时,过放电控制管FET1截止,停止向 | |负载供电。过电流保护是在当负载上有较大电流流过时,控制FET1使其截止,停止向负载放电| |,目的是为了保护电池和场效应管。过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻,监| |视它的电压降,当电压降超过设定值时就停止放电。在电路中一般还加有延时电路,以区分浪| |涌电流和短路电流。该电路功能完善,性能可靠,但专业性强,且专用集成块不易购买,业余| |爱好者不易仿制。 | |   六、简易充电电路: | |现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池。其性能优越,价格低廉,可用于自制产品及锂| |电池组的维修代换,因而深受广大电子爱好者喜爱。有兴趣的读者可参照图二制作一块充电板| |。其原理是:采用恒定电压给电池充电,确保不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏 | |即可。R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路,Q2、W2、R2构成可调恒流电路,Q3、R3、R| |4、R5、LED为充电指示电路。随着被充电池电压的上升,充电电流将逐渐减小,待电池充满后| |R4上的压降将降低,从而使Q3截止, | |LED将熄灭,为保证电池能够充足,请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。使用时请给Q2、Q3装上| |合适的散热器。本电路的优点是:制作简单,元器件易购,充电安全,显示直观,并且不会损| |坏电池.通过改变W1可以对多节串联锂电池充电,改变W2可以对充电电流进行大范围调节。 | |缺点是:无过放电控制电路。图三是该充电板的印制板图(从元件面看的透视图)。 | |   七、单节锂电池的应用举例 | |1、 作电池组维修代换品 | |有许多电池组:如笔记本电脑上用的那种,经维修发现,此电池组损坏时仅是个别电池有问题| |。可以选用合适的单节锂电池进行更换。 | |2、 制作高亮微型电筒 | |笔者曾用单节3.6V1.6AH锂电池配合一个白色超高亮度发光管做成一只微型电筒,使用方便, | |小巧美观。而且由于电池容量大,平均每晚使用半小时,至今已用两个多月仍无需充电。电路| |如图四所示。 | |3、代替3V电源 | |由于单节锂电池电压为3.6V。因此仅需一节锂电池便可代替两节普通电池,给收音机、随身听| |、照相机等小家电产品供电,不仅重量轻,而且连续使用时间长。 | |   八、锂电池的保存: | |锂电池需充足电后保存。在20℃下可储存半年以上,可见锂电池适宜在低温下保存。曾有人建 | |议将充电电池放入冰箱冷藏室内保存,的确是个好注意。 | |   九、使用注意事项: | |锂电池绝对不可解体、钻孔、穿刺、锯割、加压、加热,否则有可能造成严重后果。没有充电| |保护板的锂电池不可短路,不可供小孩玩耍。不能靠近易燃物品、化学物品。报废的 锂电池 | |要妥善处理。 | | | |  | | [pic]图一 | | | | [pic]图二      | |  | | [pic]图三 | | | | [pic]图四 | |                                                              END | | | | | |  | | | |  | |介绍一组东明电子推出的发光二极管及其应用 | | | | | | | |   由于LED发光二极管具有低耗节能、体积小寿命长等优点,现已得到越来越广泛的应用。现| |将郑州市东明电子有限公司推出的部分发光二极管的实测和应用数据列后,以供使用者参考。| |一、组合型LED:摩托车三色闪光尾灯,灯头外金属壳接电源负极,灯头端两触点中其中一触 | |点接电源正极时,灯盘外圈上6只红黄相间的φ5发光管依次闪亮,中间一个φ10蓝色发光管常亮| |。若将另一触点也接正极,灯全部转为常亮。该灯内设置有防电源反接二极管、降压电阻以及| |控制灯闪亮的厚膜集成电路。可使用6-12V交直流电源,6V时电流为20mA,12V时电流为60mA,| |此时亮度较大,作为楼道照明已足够。外观见图。 | |                      [pic] | |  | |二、复合型φ5、φ10红绿蓝三色LED发光二极管,该管5V供电时串100Ω降压电阻,其电流为22mA| |,经测试,当供电电压在1.5V时红色起亮,2.3V时绿色起亮,并为红绿两色交替发光。2.8V时| |蓝色起亮,并为红、绿、蓝三色依次发光状态。利用这个特点可将它作为小功率功放0--4V的 | |电平指示,根据三色的启亮状态,便可略知其输出电压值。 | |三、单体LED(本文介绍全为超高亮型) | |   [pic] | |四、发光二极管电流: | |1、用作指示灯的电源:常用各种颜色的发光二极管来指示电路的工作情况,此时发光管仅需 | |供给2--4mA电流,亮度已足够,故可采用电路中的各种直流电压供电均可,并根据供给电压值| |计算出发光管上的串联限流电阻值。例如用φ5红色管,在2mA电流12V供电时,串联电阻R=(1| |2V-1.8V)/2mA=5.1KΩ,式中的1.8V为该红色管的管压降。 | |2、作照明用的发光管电流:由于发光二极管作照明时需发挥发光管最大功能,需要电流在20m| |A--300mA之间,故需要电源转换器有较高的效率,否则失去发光二极管低耗节能的意义,故不| |提倡采用市电经电阻、电容降压法为发光二极管提供电源,因为这种方式的损耗已远大于发光| |管功耗的数十倍。同样,若采用5W左右的小型变压器降压供电也是不合适的,因为一只3--5W | |的小型变压器的损耗在1.5W--3W之间,而一支φ10白色发光管的功耗仅为0.12W左右,其无用功| |率也比有用功率大10-20倍以上。目前国内外已开发出很多直接用于220V市电的高效率发光二 | |极管转换器,但由于价格高尚不能普及。 | |下面介绍几种简单方法: | |A、采用3--4节可充电池串联限流电阻驱动发光二极管,这种方法可获得70%左右的效率,缺 | |点是发光二极管亮度随电池电压下降而下降。串联电阻计算时,4节充电电池电压要按充满电 | |时的电压计算,即4×1.4V=5.6V,发光二极管按最大电流计算。例φ10白光二极管,工作电流3| |6mA,端电压3.3V,串联电阻R=(5.6V-3.3V)/36mA=0.064KΩ=64Ω。 | |B、采用2-3节充电电池,利用MC34063集成电路组成脉冲式升压方式,并在电路中设置限流保 | |护和与发光管工作电压相同的稳压电路,这种方式的效率可达85%左右,且发光管供电始终不| |变,一直保持光亮状态。以上A、B两法最适合停电应急使用. | |C、采用5W以下小型开关电源,选用输出5V的加串联电阻,计算电阻的方法同上,若有条件者 | |,可直接将开关电源输出电压改制为与发光管端电压完全一致,可省去串联电阻提高效率。此| |种方法适合220V市电供电。小型5V输出的开关电源,其损耗极低,我曾用几种手机充电器开关| |电源作发光二极管电源,发现这些开关电源的空载损耗仅为0.25W-0.5W之间,这是十分可取的| |。 | |五、发光二极管使用注意事项: | |1、在测试白色超高亮发光管参数时发现,在3.1V供电时电流为12mA,3.2V时为22mA,3.3V时 | |为39mA,可见每0.1V电压的增加会导致电流急速的增加,并呈非线性状态。可见发光管的工作| |电压取值一定要准确。 | |2、接近工作参数极限时,电流再增加,亮度变化也不大。 | |3、过大的电流会使发光管芯发热,而发光强度会随管芯温度增加而下降。故控制好发光二极 | |管工作电流是十分重要的。 | |超高亮发光管具有工作电压低、发光效率高、发热量小的特点,已广泛应用于矿灯、野外作业| |、商场照明、城市亮化。 | |                                            2006年6月 | | | |色环电阻的识别方法 | | | | | |带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表倍率;第四环代表误差| |。快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级范围内,例如是几点几K、 | |还是几十几K的,再将前两环读出的数"代"进去,这样就可很快读出数来。 | |下面介绍掌握此方法的几个要点: | |(1)熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆:棕1,红2,橙3,黄4,绿5,蓝6, | |紫7,灰8,白9,黑0。这样连起来读,多复诵几遍便可记住。 | |(2)记准记牢第三环颜色所代表的 阻值范围,这一点是快识的关键。具体是: | |金色:几点几 Ω | |黑色:几十几 Ω | |棕色:几百几十 Ω | |红色:几点几 kΩ | |橙色:几十几 kΩ | |黄色:几百几十 kΩ | |绿色:几点几 MΩ | |蓝色:几十几 MΩ | |从数量级来看,在体上可把它们划分为三个大的等级,即:金、黑、棕色是欧姆级的;红橙' | |、黄色是千欧级的;绿、蓝色则是兆欧级的。这样划分一下是为了便于记忆。 | |(3)当第二环是黑色时,第三环颜色所代表的则是整数,即几,几十,几百 | |kΩ等,这是读数时的特殊情况,要注意。例如第三环是红色,则其阻值即是整几kΩ的。 | |(4)记住第四环颜色所代表的误差,即:金色为5%;银色为10%;无色为20%。 | |下面举例说明: | |例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时,因第三环为红色、阻值范围是几点几kΩ | |的,按照黄、橙两色分别代表的数"4"和"3"代入,,则其读数为43 | |kΩ。第环是金色表示误差为5%。 | |例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时,因第三环为橙色,第二环又是黑色,阻值应是整 | |几十kΩ的,按棕色代表的数"1"代入,读数为10 kΩ。第四环是金色,其误差为5%。 | | | | | | |
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