为什么加上R3功率电阻能降低芯片功耗?

3.7v锂电池充电电路图(一)

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。

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。

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。

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。

原理: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、R4、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。

3.7v锂电池充电电路图(二)

充电电压不能超过8V。充电电流为1A,可以用安卓手机充电器充电。

充电时红色指示灯亮,充满电后绿色指示灯亮。

芯片手册上的典型应用:

这个电阻决定了最大充电电流的大小

这里选择RPROG为1.2k,最大充电电流为1A。

R4的作用:增加热调节电流;降低内部MOSFET两端的压降能够显著减少IC中的功耗。在热调节期间,这具有增加输送至电池的电流的作用。对策之一是通过一个外部元件(例如一个电阻器或二极管)将一部分功率耗散掉。

充电器在工作的时候会发热,在发热的情况下,比如规定最大充电电流为1A,实际上发热以后充电电流达不到1A,越热输出电流越小,为了解决这个问题,官方给出一个对策就是连接一个电阻,将一部分功率耗散掉。

让这个电阻承担一部分热量,减小芯片发热,来增加锂电池充电电流。

这里选择0.25欧姆,封装为1206,功率可以达到0.25W。假设0.25欧姆电阻上通过的电流是1A,功率为0.25W。实际上充电电流连948mA也达不到,因此功率达不到0.25W。

3.7v锂电池充电电路图(三)

电池是3.7v720mAh的,充电电路原理图如下,恒流、限压充电方式。

3.7v锂电池充电电路图(四)

3.7V锂电池自动充电电路

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第6次维修是爷爷的一个互邦电动轮椅的充电器开关电源,24v 20AH的那种。


这个电源都阁那边好几年了,问题也是完全没有输出电压。当初什么都不懂,拆开来,又装回去的,还被里面82μF的电解电容电了好几次。当时只是花了100元又买了一个原配的充电器。这个就一直放着,本打算扔掉了,结果又被拿回来了,打算拆掉里面可用的电阻,元器件,散热片等。结果还好没有拆,当时就想哪天可能有能力修好它。于是在我前面维修了5次开关电源的基础上,尝试着维修这个开关电源。这个时候也稍微开始懂得了一点开关电源的运行原理,模模糊糊知道了开关电源的部分框架结构。但是我仍然信心不足,毕竟懂的还是太少了,经验又几乎没有,只能瞎尝试。不报修好的希望。
就这样,我先通电,发现没有任何反应,然后拔电去测量电解电容的电压,有300多v,而且基本不掉电压。我就想前级输出电路肯定是没有任何问题的,什么保险丝,热敏电阻,82μF的电解电容,整流桥啊都是没问题的。之前测过电容有70多μF容量,也够大。这就无形中增加了我的难度,因为后面的部分才是难点,才是我不懂的部分。哪怕是放置2-3天电容上还有200多v电压,所以判断断路的可能性比短路后保护无输出的可能性大多了。然后把电容放电开始测量,把所有三极管,二极管,稳压管,场效应管重要的原件都挨个测了好几遍,发现都没有任何问题。于是又陷入了僵局。想到可能是芯片3842坏掉了,于是接电,再拔电,让电解电容带电去测芯片的电压,结果发现芯片没有电压,不工作,开关管两端电压也是300多v也是截止状态。于是我考虑应该是3842这个芯片坏了,这下我又失去信心了,就我这个手残党换个芯片可做不到,虽然可能这种常用的芯片能买到。但是我想可能还有别的地方问题,不一定是芯片,当然也希望芯片不坏。还好那时候学习到一点知识,知道了啥叫启动电阻,啥叫3842的双路供电。而且据说启动电阻也比较容易坏。于是去查3842的供电电路,果然发现启动电阻150k欧坏了,测不到阻值。要是不学习,我根本都不会怀疑到一个电阻会损坏。于是把电阻换上去,然后再学习了一些关于3842开关电源的知识,然后把电源装好后,这回懂得了要串灯泡启动了,用了60w的白炽灯串联在输入220v侧再进入开关电源,为了更安全,也还是天花板拉线,远程开关控制启动。万能表200v挡位去测量电压,结果灯泡闪一下灭掉,万能表输出27.9v电压,电源指示灯亮,走近一看,没有异常,也没有异响,但是唯一问题风扇不转。
于是我在想3个可能,第一风扇坏,第二控制风扇的电路坏,第三是智能控制风扇,低负荷不转。于是,我重新拆开检查,万能表测量风扇电路的输出电压有12v多,但是风扇一插上就只有2v了,不过控制风扇的三极管又没有坏。说来又奇怪。又把风扇接其他电源试试发现风扇又是好的。不过我发现风扇的线正负极生产的时候搞反了,但是我又发现电源上的正负也反了,这样反反以后不存在接反。风扇好,接线没反,控制风扇的电路也没有问题,既然有三极管,那么一定是只能控制的风扇。家里又没有电动轮椅给我试验充电,我只能用24v的灯条串联两个12v35w的卤素灯当电阻试验这个27.9v输出的开关电源充电器了。这一试风扇居然转了,红灯也亮了,电流1.36A.说明风扇电路是好的。


我又尝试用24v直流电去驱动一个电瓶车充电器,结果居然成功了。方法是用一个2140欧姆的电阻去短接启动电阻。开启后可以拿掉电阻了,一搭就启动。


输出56.2v,电源指示灯亮。这样低电压启动开关电源,然后去测量相对安全很多。但是我手随便触碰发现还是会被电到,不过不危险了,很安全。我去测量了3842芯片的引脚电压,发现供电端电压11.7v,基准电压4.9v,芯片的输出电压好像是6.8v。变压器初级绕组电压好像超过1000v了,万能表测不到,还发出蜂鸣声。占空比可能被放到很大的程度了。
据说带电测芯片电压很危险,可能引起干扰,导致开关管爆炸,电源烧毁等危险。所以判断芯片是否损坏一直是个难点,取下来测又要自己搭建电路又不知道用多少电阻去分压,又是难点。所以用这方法也许可以实现。
不过这种方法并不适合所有开关电源。我那个12v200w的开关电源也是这样方法尝试失败,输出只有2v多电压,而且启动电阻一拿掉,电压只有0.5v多了。而且如果遇到双开关管的电源有两个启动电阻,操作不过来。
①脚是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性;
②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度;
③脚为电流检测输入端,当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;
④脚为定时端,内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=1.72/(RT×CT);
⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ;
⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;
⑧脚为5V 基准电压输出端,有50mA 的负载能力。


过载,短路,输出电压降低反馈,光耦分压降低,发光减弱,导通减弱,2引脚检测不到输入,关断电源。
当过载,短路,输出电压降低,光耦分压降低,发光减弱,导通减弱。Q2基极电流减弱,集电极电流减弱,Q3基极电位提高,Q3导通加强,拉低了第一引脚电压,使关断电源。
当过载,短路,输出电压降低,光耦分压降低,发光减弱,导通减弱。1引脚电位升高,Q2基极电位升高,而发射级是5v基准电压,所以Q2导通减弱,R7电流减少,第四引脚使得控制,使得电源停振。

当过载,短路,输出电压降低,光耦分压降低,发光减弱,导通减弱。Q2基极电流减弱,Q2导通减弱,2引脚电位提高,拉低1引脚输出电位,使关闭电源。
4个图的其中R1,R2是启动电阻,D1,R3,C1构成了开关管关断时候的尖峰吸收电路。3842芯片是双路供电的,光靠300多v下来,r1,r2分压以后启动电阻供电不够,电压够,但是电流太小了,只能启动芯片,但是不能正常工作。正常运行还需要高频变压器的副次级绕组来维持供电,电流大。然后,遇到异常情况保护,降低了占空比,副次级绕组电压也跟着降低了,降低到一定程度,芯片就停止了工作。然后得靠启动电阻重新启动电源,如果异常一直存在,启动瞬间就保护,于是就进入所谓的打嗝模式,直到异常解除,恢复正常启动,或者电源烧毁停止。其中3号引脚也是过流保护的,接主回路采样电阻,电流增加,采样电阻两端电压升高,反馈给3号引脚,触发保护,降低占空比,或者切断电源。在过载或短路保护时,C4也起延时保护的作用。在灯泡、马达等启动电流大的场合,C4的取值也要大一点。


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