自制智能镍氢电池充电器

barracuda

手里一大堆镍氢电池和镍镉电池，但苦于没有合适的充电器，最近看上了美信出的镍氢电池专用充电管理芯片DS2711，决定用它来DIY一个。

DS2711功能很好很强大，它适用于对一至两节AA或AAA NiMH和NiCd电池充电，能够识别一次性碱性电池，并避免为其充电。此外，它还能识别锂电池或损坏的NiMH或NiCd电池，并避免为其充电。它采用线性充电控制方式：先对深度放电的电池进行预充，之后进行快速充电，采用负Δ电压(-ΔV)判据结束快充。然后充电器进入辅充(top-off)模式，最后是保持模式，并一直持续到电源断开，它还可以检测电压和温度，一个可调节定时器用于保证安全和辅助结束充电。有两个可编程的LED输出端口显示充电状态以及设定工况。DS2711既可对一至两节串联的电池充电，也可对两节并联的电池充电。芯片会对每节被充电的电池单独进行检测和控制。
着手准备，首先得读懂DS2711的DataSheet，说实话特别不好读懂，到现在也没完全搞明白，只能先搞个大概其，然后理论联系实际，一边试验一边来。
确定电路图，DS2711有三种工况：1节电池，两节电池串联，两节电池并联。其中串联充电比较麻烦，不予考虑；还是用并联方式，既可以一节电池，也可以两节电池。
采用数据手册中推荐的官方线路，这个芯片很怪，充电电源是一个恒流源，然后靠控制开关来起作用。
不过这个很简单，一个LM317（后来换为LM1117低压差三端稳压）加一个电阻就搞定了。
还有两个热敏电阻，因为手册中对热敏电阻要求比较苛刻，原型号很难买到，因此暂时不用温度检测功能，但预留热敏电阻接线位置
随时可以安装热敏电阻。

这是DS2711芯片，SSOP-16封装

这种封装还是使用转接板吧，自己做板容易做坏掉


制作主体线路板，首选热转印


腐蚀

清洗，打孔，涂一层松香酒精做保护

先从最矮的SMT元件开始

然后是直插元件

芯片最后上

主体电路大致完成，先不安恒流源部分，用限流电阻代替，
接通5V电源，找了节工包电池试验
接通电源，所对应通道的充电指示灯亮起，测量电流，充电正常，黄色的是电源指示灯

装上恒流源电路，起初用的是LM317，就算完工了

背面

做好的成品

白色的是接电池的，边上两个小的，是接热敏电阻的
不接也可以正常工作
恒流源最初用的是LM317，后来发现如果5V供电时，317两端电压小于其最小压差，因此换成了LM1117，这是低压差稳压
虽然只有800mA输出能力，但是测试发现，稍微过载也没问题。

调试：
调试用了好几天，测试充电对象分别为1500mAh旧镍镉电池，1300mAh旧镍氢AA电池，800mAh新AAA镍氢电池
关于DS2711的设置，充电定时器设定为5.5小时，也就是说充电如果超过5.5小时，DS2711会自动切断电路。
电池检测，这是最头疼的，设置低了，旧电池不能被很好的区分；设置高了，新电池也会被拒绝充电。最后参考MAXIM的官网上一篇利用DS2711区分电池的应用笔记，决定设置电池检测阈值为170mΩ，还算可以。
恒流源设置为提供0.833A的恒定电流，DS2711设置为双电池并联工况时，对每节电池充电的开关占空比是48.4%，也就是说，快速充电时，每节电池的平均充电电流是0.833AX48.4%=0.4A，这个电流对于800mAh的小镍氢确实大了，但是对于1500mAh以上电池就没问题。
经过不断调试，最终确定各项参数：
输入：DC5V或AC6-9V
最大充电电流（单节）：0.4A
最大充电时间：5.5h
特殊功能：电池温度检测，电池内阻检测
电池内阻阈值：170mΩ
使用：
采用DC5V直流供电，充完全放空1500mAh镍镉电池约4小时充满，充1300mAh镍氢电池约3小时充满，充800mAh镍氢电池2小时多充满。对于800mAh电池，0.4A电流有些过大，因此电池发热比较严重。其余电池一切正常，充满电后，该路指示灯自动熄灭。
关于电池检测，相当灵敏，旧充电电池和碱性电池上机后会立刻被识别出来，指示灯闪烁报错，同时拒绝充电。新电池一点问题都没有，充电正常。

mirage888

不错哦                  

假装纯情

单节充电很麻烦啊

ASM

很好很好，学习了！

hezhi2012

不知道 用18650的那种充电器行不行 行的话就－－－－－

寒江钓雪

好帖, 做个记号, 图纸收下了.

barracuda

hezhi2012 发表于 2013-2-4 07:41
不知道 用18650的那种充电器行不行 行的话就－－－－－

这是镍氢电池专用的充电器，不能用于锂电池，检测充电结束的方法不一样。

触景情伤

还是弄个移动座机比较方便，电源管理控制什么的都有了，只是一次要充三节很是蛋疼

东东师弟

做的真好，羡慕

a8325966123

不错.镍氢电池专用的充电器，

动力车

请问搂主,如何调节充电时间?

barracuda

那个220K的电阻就是设置最大充电时间的，它是这样，比如你设置为1小时，那么如果在1小时前充满了，那么会自动停止充电，如果达到1小时但没充满，它也会停止充电.

动力车

barracuda 发表于 2013-2-21 12:01
那个220K的电阻就是设置最大充电时间的，它是这样，比如你设置为1小时，那么如果在1小时前充满了，那么会自 ...

有沒有对应的参考表,如150k大约时间,220k又大约多长时间?

jinmuan

一看就是专业人士，学习了！