鉅大LARGE | 點擊量:1635次 | 2019年11月09日
鋰離子電池的修復儀的設計方案
手機電池的修復儀誕生背景:
當代社會發展的需要,幾乎人人都在使用手機,手機已經成為我們離不開的一項生活用品。而人們在頻繁的使用中,逐漸發現手機電池并不能達到我們的使用要求,經常在使用一段時間后就出現充不進去電,放電時間變短的情況。一塊剛充好的電池,沒用多久就沒電了,從而一種修復手機電池的修復儀就誕生了。
設計原理
(一)手機電池的介紹
現在一般手機電池中均采用的為鋰離子電池。主要因為鋰離子電池是鋰離子(Li-Ion)和鋰聚合物(Li-pol),電池具有重量輕,容量大,內阻小的特點。但是我們需要按照它的特性來進行充電,否則對其損壞會很大,它的可充電次數也會大大折扣。
鋰離子在充電過程中需要注意不能過充電和過放電,它有自身的最低電壓和最高電壓,一般最低電壓在2.2V到2.3V之間,最高電壓在4.2V到4.3V之間,所以我們在設計電路時需要注意設置放電終止電壓和充電終止電壓。
(二)設計思路
該設計電路主要分為放電和充電兩個階段。一般的充電器只是對電池進行簡單的充電,而該修復儀多了一個放電過程。
放電階段主要是先將電池中的殘余電量徹底放掉,并且使其電壓達到放電終止值。放電階段主要注意放電電壓終止值的設置,如果對電池進行過放電,將對電池造成很大損壞。
充電階段我們與一般的充電器又有所不同,采用的是頻率在周期性變化的脈沖信號對電池進行充電。主要考慮到脈沖信號可將電池中的化學物質逐漸激活,使電池達到出廠時的效果。同樣,在充電時也不能超過充電電壓終止值,過充電也有可能對電池造成永久性損壞。
制作過程
(一)放電電路的設計
1、設計要求
①放電電流一般可取電池額定容量的0.2倍。
②必須準確掌握放電終止電壓,以免因過放電而損傷電池。
③以手動方式對放電進行啟、停控制。
2、設計要點
①電池放電至終止電壓時,應自動斷開放電回路或自動轉入充電狀態。
②便于對放電工作狀態的監控。
以下為放電電路設計思路圖:
放電電路圖
驅動電路部分可由兩個繼電器構成一個自鎖電路,放電結束時,開關自動斷開,轉入到充電部分。
(二)充電電路的設計
1、設計指標
①可調恒流充電,最大充電電流500mA。
②放電結束時,自動轉入恒流充電狀態。
③充電至充電終止電壓時,恒流電路停止工作,并鎖定“充電結束”狀態。
2、設計要點
①運用電壓比較器監測電池電壓,保證至充電終止電壓時,能及時關斷充電電流并鎖定“充電結束”狀態。
②自動功能與手動啟、停功能兼備。
充電電路與脈沖信號結合,對電路進行充電。這里的脈沖信號可用555定時器來實現,用3個555來構成一個頻率在周期變化的脈沖信號。電路圖如圖。
整個電路的連接需要有一個邏輯關系,可用與非門來實現,在設計中,我們采用了4012四相輸入與非門。
脈沖信號電路圖
充電電路邏輯關系圖
表1:輸出信號邏輯關系
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