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用双锂平衡串充改造万用表9V供电的全过程 (一)

高工
2013-11-02 15:58:12     打赏

制作方案:
在论坛看到不少锂电代换万用表9V电池的帖子,我个人还是比较倾向于双锂供电的方案。因为这显然是最纯净、效率最高的供电方式,与万用表的7V多低压报警值也比较契合,其最大的缺点就是充电不便。
OK,那就做个万用表双锂平衡串充,像手机充电器那样,插上去就可以充电!
很难找到电压合适的开关电源,而且打开看了几个,里面空间也太小。后来找到个变压器整流电源,测了下100mA负载时输出在10V多,电压符合10~12V的要求,里面空间虽不大,但PCB设计紧凑的话应该没问题。

实际制作的电路图如下:


上图完全沿用原帖的设计方案,只是多了整流滤波以及充满指示电路。小锂电容量估计只有300多mAh,因此充电电流减为约100mA。万用表耗电量很小,不想让电池长时间处于较高电压状态,故充电终止电压降低至4.15V左右。
关于充满指示做个简单说明:充电的最后阶段,431开始微导通,8550开启对锂电进行分流,这个时候类似于锂电的恒压充电阶段。当分流电流逐渐增大,R15/R25的压降超过1.8V时(此时电池的实际充电电流已低于初始恒定电流的20%),绿LED点亮表示充电可以结束。

PCB设计:
为达到最理想的布局,放弃使用洞洞板,决定自己做PCB。
为控制体积,除了发热元件外,都尽可能使用贴片,采用单面板双面安装方式。因为是手工焊接,也不用严格执行装配间距了,只要能装下就OK。
为了把电源指示灯与充满指示并排安装,不得已飞了2根线。虽说可以从外围绕过去,但板面无疑会增大一圈,想想还是飞吧。
平时都是交图给PCB厂去做板子,但既然秀手工,就只好献丑了,只是手工刻板并非自己所长,大家多包涵。
为方便刻板,全部采用最简单的直角布线,并尽量多走直线少拐弯

制作过程:
1.车间去找了块旧覆铜板,裁剪修整到设计尺寸


2.平时很少自己制板,自然也没有热转印那些高端DIY装备,只能用最原始的刀刻,左半边就是本次制作要用的串充线路板。右边一半。。。另有他用
另外,这个图有一处漏刻了一刀,后来焊接时才发现。。。


3.背面贴片,局部有点紧凑,好在布板时考虑了足够的装配空间,威乐的焊台也很给力


4.正面插件:这个没什么难度,只是R16/R26原设计是贴片,手边没找到这么小的阻值,临时改用了插件电阻


5.这就是准备改装的变压器电源,原整流板处有一小块完整的空间可供利用,PCB尺寸就是根据这个空间设计的


6.变压器引出线加长,同时避免拉扯折断


6.电源外壳上对应位置打3个指示灯孔


7.充电接口,玩电脑风扇的朋友一看就知道是什么了


8.做好的板子测试无误装进壳子里,用一个风扇的3P插头输出,配合下面万用表上的3P座孔
顺便说下,因为所用431的Vref稍偏低,第一次实测的终止电压只有4.12V和4.13V,修正到4.15V后装壳


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