萬事開頭難，先設(shè)計一個隔離DC-DC電路吧。

輸入8--16V，適應(yīng)普通鉛酸電池，或9--12V的電源適配器、工業(yè)電源。

輸出5V3A，要求初次級隔離，耐壓不用很高，能200V耐壓就OK了。

畢竟只是為電池組充電而已。不是工業(yè)用途，不必太高耐壓。

考慮到體積需要夠小，所以使用RM的磁芯

普通2843系列芯片做反激，結(jié)構(gòu)簡單可靠，還能限流有短路保護。

MOS和所有零件都使用貼片，初級次級都有電源指示燈，方便觀察輸出是否正常。

上面這個是反激電源的公版應(yīng)用圖，我做了少許改動。

1.去掉了初級整流部分。

2.初級和次級全部使用貼片電容，標稱值35V47uF，

初級用14顆，共658uF，以滿足初級瞬間接近10A的電流峰值。

次級用5顆，共235uF，頻率在100K，可以滿足1A輸出時25mV的紋波要求。

3.原理圖上RP電阻的加入，可以使檢流電阻功耗更小，有利于整體效率提升。

這里的RP一頭接4V基準，一頭接CS電流檢測引腳，與RCSF形成分壓，使CS腳在待機時保持0.8V直流電壓，

在工作時如果有超過200毫伏的CS電阻尖峰，就會立刻電流保護，逐周期限制脈寬。

4.依然使用了431+光耦的反饋，這樣電壓更準確，不至于在空載時就飄高。但是我的反饋部分只有一個CZ電容。

沒有使用公版圖中的二階電路（沒有串聯(lián)RZ）。這是因為我所用的芯片UCC2813-5，它本身就只能最大輸出50%占空比，并不涉及到CCM模式，所以在反饋上這個結(jié)構(gòu)會很簡潔和容易實現(xiàn)。

5.輸出整流二極管的尖峰電流較大，因此使用兩顆SS34作為整流管。每顆3A峰值電流，40V耐壓，作為5V輸出足夠的。

最終設(shè)計完成后，這個15瓦的小模塊尺寸是33*25mm面積，

為了不浪費打樣的10*10厘米規(guī)格，布局成了12個小模塊在一起的結(jié)構(gòu)。

初級全部并聯(lián)，次級獨立分開，有足夠的空間走出引線。

四層板，感覺還不錯。

實際上用幾路就裝幾路的零件，或者用雕刻機切下來獨立使用也不是問題。

板子去打樣了，下來的幾天要畫一個多路的串聯(lián)結(jié)構(gòu)充電電路。

把5V的電壓變成4.2V，輸出給每一個單獨的電池，

由于電池是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，電路也一樣得串聯(lián)起來。

當然，也可以獨立成小板，但那樣就沒法打樣很多個，所以還得設(shè)計成串聯(lián)的。

等幾天吧，努力畫圖。

倆板子都發(fā)出打樣了，閑下來算算變壓器和使用的其他零件參數(shù)。

抽屜里剛好有AON6280，就用這個了。

耐壓80V，一顆就夠了，板子上留了兩顆的位置，

我需要試試看能不能驅(qū)動兩顆，如果可以，那效率就能高一點點。

電源芯片UCC2813-5，跟3842系列引腳完全一致，

這顆占空比最大50%，省去了很多環(huán)路的麻煩事。

如果大于50%，在超載或短路時會有不穩(wěn)定的環(huán)路出現(xiàn)。

我懶，不喜歡更多的麻煩。

驅(qū)動能力也是1A，隨便推推都很OK。

REF引腳輸出是4V，而不是5V，這樣也可以更省電。

讓我最欣賞的是這顆芯片可以4V啟動，這樣就可以兼容5---12V的工業(yè)電源。

下一次改版就是這個目標了。

磁芯用RM6，計算了下變壓器參數(shù)：

輸出5V 3.6A（正常3A，留20%余量）

F=100K

NP=5匝

NS=4匝

VCC=10V=8匝

電感量3.90uH，氣隙大約0.25mm，很理想的氣隙。

就是這個電感量太小，非常的不友好，只能用串聯(lián)電感的方式來測量如此小的NP電感量。

比如串聯(lián)一顆100uH的已知電感，然后測量總電感為103.9uH就算是OK了。

如果再精確到兩位小數(shù)，我的電感表已經(jīng)無能為力了。

6+6的引腳剛好用完。

下面再梳理一下4056芯片的用法：

輸入電壓可以到6.5V也不擔心損壞，最多是熱保護。在5V供電時很有優(yōu)勢。

整個電路圖就是按公版方案畫的。TEMP引腳直接接地，由于充電板距離電池較遠，無法探測電池溫度，所以只能取消掉這個功能。

PROG引腳是用來確定充電電流的，對地接一只2.4K電阻時，輸出電流是0.5A，接1.2K電阻時，充電電流是1A。

它有個自己的計算公式：1200/PROG（歐姆）=充電電流（安培）

而且在充滿之后也會繼續(xù)涓流充電。對于過放電的電池也能以涓流方式先行預(yù)充電。

這些功能都很有利于針對未知電池的傻瓜式充電。

例如我會撿到鄰居不要的鋰電池串，就可以用它來伺候伺候。

電池包電芯的均衡管理要綜合考慮成本、工藝、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等很多因素，建議看看TI、ADI等專業(yè)BMS廠商是怎么實現(xiàn)被動均衡（能量耗散型）、主動均衡（能量轉(zhuǎn)移型）的

是的呢，對于被動均衡，我一直不看好它的發(fā)展。

畢竟都是在耗能，在消耗電池的使用次數(shù)。

對于充滿電以后的主動均衡，也只是掩耳盜鈴，

差的還是差，滿的電池會更多一點的經(jīng)歷放電，減少預(yù)期壽命。

所以我的想法是在充電階段就單只電池充電，有獨立的充電管理。

而放電的時候，最差的一節(jié)到了閾值就可以關(guān)閉整個電池系統(tǒng)，

或提醒更換某一只，或整組退役。

板子物流很慢，

天也在下雨，臺風(fēng)來了，路上都有廣播提醒。

宅著先搞變壓器。

關(guān)于變壓器，這里有必要多說幾句。

對這種匝數(shù)很少的線圈來說，線頭線尾一定要用鐵氟龍?zhí)坠堋?/p>

否則會在給引腳上錫的時候造成最接近引腳的一匝絕緣層受損，

導(dǎo)致偶發(fā)性的匝間短路。對于幾十圈的繞組來說，也就是幾十分之一的問題，短路也無所謂的。

但對于我這種只有5-6圈的繞組來說，就是致命的，它會導(dǎo)致初級電流變大，

或者磁芯損耗增加，而且表現(xiàn)很明顯。第一只變壓器測試的時候就只出了60%的效率，

這讓我疑惑，拆開檢查發(fā)現(xiàn)的確是匝間短路。

線圈很短，上錫時瞬間的400度高溫產(chǎn)生的熱量很容易就能傳到到第二匝。

所以后續(xù)就全用鐵氟龍?zhí)坠芗映郑S便繞繞，效率也能在80%了。

6.3mm的磁芯中柱，截面積夠夠的了。

先繞初級，一層高溫膠帶做絕緣隔離。鐵氟龍?zhí)坠懿荒苌佟?/p>

次級也繞好，同樣絕緣隔離。

三個繞組全繞好，先卡上磁芯準備焊接，否則不好固定，太小了，到處滾。

修整下引腳銅絲，看的過去就行，我要求不高。

用金剛銼搞了5分鐘，完美的氣隙出來了。

焊接好以后測量電感量，我都佩服自己的手，咋這么精準的。

PCB到了，用不了那么多，先裝5個電源的零件。

因為我剛好有個5串電池組，可以用來測試。

只焊接了一個變壓器，先試好了再裝其他四個，4層板很難拆變壓器，我很懶的。

背面也只裝了一顆MOS，之前計算前級的電流峰值會達到10A，所以畫了倆MOS，

實際實驗下來，直接二極管整流，效率83%左右。MOS基本不熱，熱的是檢流電阻。

按1V的壓降，這顆檢流電阻上將會產(chǎn)生2.5瓦的最大功耗，

這顯然沒法接受。于是用了15毫歐的電阻，這樣在電阻上的損耗最大只有0.38瓦。

電阻上壓降最大峰值是0.15V，為了能達到1V的保護閾值，從ref引腳接入了39K的電阻，

和3腳的輸入電阻10K組成了分壓電路，使3腳的電壓保持在最低0.82V附近，

再加上電阻上的0.15V，就接近1V的保護閾值了。這樣電路也會更節(jié)能。也不耽誤保護。

充電小板為了空間利用足，畫了6組，適合6串，我只用其中5串就行了

先測試一組，輸入5V，輸出4.18V左右，空載是綠燈亮。

每一組由4顆4056組成，單顆設(shè)定電流0.5A左右，一組就是2A，

四顆均分了熱量，還能有足夠的電流輸出，

負載拉低到3.079V，顯示電流為2.042A，

雖然負載旋鈕不咋好用，但感情在這里，陪了我好多年，舍不得扔，準備改一下電路板，換成數(shù)字電位器。

加上負載以后，指示燈變紅色，挺整齊的，喜歡這種乖乖的電阻，不要出問題就好。

這是輸入的5V電壓，電流和負載基本一致，很OK。

兩頭沒有接線柱，用白嫖的壓接端子剛剛好。白色負極，紅色正極，自己看的懂就是了。

全部裝好變壓器，連好線，輸入12V電壓，測試下空載，很OK。5組燈亮。

由于我的4056也是白嫖的，購買批次和廠家都不一樣，

所以每一組電流并不一樣，基本在2.0--2.2A之間，并不影響均衡充電的效果。

下面就開始整活，這把幫我去山里偷過竹子和木樁的功臣，來給它做個改造。

電池是20V4AH。里邊是5串的大電流電池，充滿電只能連續(xù)工作15--20分鐘。

鋸子外殼都能燙手。里邊電機標稱據(jù)說是300瓦的，看起來很猛。

拆開，給每個電池點都接好線引出到一個6P的彎針上，用熱熔膠固定一下。

電池上的白膠里覆蓋的是兩個小芯片，一個負責(zé)保護，一個負責(zé)通訊。

并沒有看到均衡電路在哪里，所以我認為它是沒有均衡電路的。

或許有，但反面我也看了，沒零件，不管它，就當它沒有。

在上殼的對應(yīng)位置挖個槽，以方便杜邦插頭能順利插入針腳。

熱熔膠干了以后裝殼，嗯，對應(yīng)位置很準確，OK的很。

多一個空位是因為我手頭只有7P的杜邦座，為了插入也只能留個空位。

另外也可以分辨正負極性，以免插錯了。。。。。。。

7P杜邦頭子、兩年前買的線、生銹的夾子、零件盒里撿了幾個沒生銹的簧片，湊合湊合還能用。

整個連接好，用兩個可調(diào)電源組成12V10A供電，

非常OK。4056小板輸入電壓5.2V，輸出電流每組在2.1A左右。

整個小板微熱，整個輸入功率大約55瓦，輸出最大44瓦，板子消耗掉11----15瓦左右，能當暖手寶

還好是四層板，熱量很均勻，發(fā)熱是整版發(fā)熱，最高56度，環(huán)境溫度17度。

5路隔離電源溫度也正常，變壓器最熱

變壓器還有改進空間，下次用銅帶繞，初級次級可以并繞，都是3匝，頻率提高到175K。

這樣漏感可以更小，充分發(fā)揮出小磁芯的最大潛力。

輸入一共5.5A左右，毛估66瓦。輸出54瓦，效率82%，很理想。

下次改版成同步整流的，效率能上到90%。

一個小時多就充滿了，之前還有一半的電在里邊。經(jīng)過測量，每只電池電壓均4.18V附近

不要求精確到毫伏，差不多就行了。起碼這樣充電我放心。不擔心過充的問題。

這里用四個4056直接并聯(lián)，而且都有獨立的充電指示燈，

到充滿的時候會逐個由紅色變成綠色，不會同時變化，

因為每只4056內(nèi)部電壓基準都有差異，可以從變了幾個燈來觀察到電池是否完全充滿或者即將充滿。

由于充電速度比較快，幾乎是在最后半分鐘內(nèi)，所有的燈都變綠了，看起來每只4056的電壓差異并不大，

它的直接并聯(lián)運行效果也不錯，超出預(yù)期的好。

兄弟，鋰電池組均衡充電設(shè)計成品賣嗎