▲本文要分析的電路家里有不少給小孩子買的電動玩具,感嘆現在的電動玩具雖然才幾十塊錢,但是不僅包郵,還附送充電器和可充電電池,真的很便宜,大家都買得起。下圖這款充電器忘了是哪個玩具附送的,看起來像模像樣,就是有點輕。這么便宜的價格,想看看是什么電路方案,下面拆解分析:
背面的樣子:
背面的字體不大能看清:
圖像處理一下,大體能看清了:
上面寫著,這是一款鎳鎘、鎳氫電池充電器,5號、7號電池都能充。采用USB供電,標稱輸入是5V 1A。充電時間3-5小時。卸下4顆螺絲,拆開后蓋:
這時已經可以把電路板扣出來了:
重點看電路板,元器件很少:
根據實物,把電路原理圖復原出來,電路很簡單:
不難發現,有三組一模一樣的電路,用來分別對三節電池進行充電:
所以在實物圖上,只標注原理圖中位于左邊的那組:
這充電器有3個電池倉,可以獨立地對3節電池進行充電:
電池倉里不放電池時,接上電,紅色LED燈是不亮的:(同樣是妹紙的手)
因為沒有電池,LED燈所在的電路不能形成回路:
電池倉里放入電池,LED燈亮起:
此時就是在充電了。充電時,電路中各點的電壓電流是怎樣的呢?直接用電路仿真來計算,簡單直觀:(以電路用1.3V的電壓對電池進行充電為例)
從上圖可以看出:1、紅色LED燈的正向壓降為3.15V - 1.3V = 1.85V,流過4.67mA的電流。2、電池的充電電流為175mA。看到這里,大家發現了沒有,這款充電器沒有檢測電池充電狀態的電路,所以會對電池一直充電,永遠不會停止!紅色LED燈也會一直亮起,永遠不會熄滅!不明所以的用戶一定會感到很奇怪,為什么充了一整天還沒充滿,因為紅燈還是亮著。于是繼續充電。那么問題來了,這么簡單粗暴的充電電路,不會出問題嗎?下面以對鎳氫電池充電為例,繼續分析。鎳氫電池的充電曲線是這樣的:
縱坐標是充電電壓。橫坐標是說已經沖進了多少電,用電池標稱容量的百分比來計量。圖中的0.1C、0.2C是什么意思呢?C代表電池容量,如果電池容量為1200mAh,那么0.1C就代表充電電流為:0.1 x 1200mA = 120mA0.2C就是 :0.2 x 1200mA = 240mA從充電曲線可以看出,用不同大小的充電電流,充電曲線是不一樣的。上圖列出的就有4條充電曲線。那些價格貴的“智能充”,就是根據充電曲線的特性來判斷是否已經充滿電,從而停止充電。可以有以下幾種判斷方法:1、當檢測到充電電壓有一段時間都不再上升時,就認為已經充滿電。
2、當檢測到充電電壓反而在下降時,也就是電壓的“負斜率”出現時,認為已經充滿電。
3、也有判斷電池電壓達到指定值,就停止充電的,但是這種方法準確性差些。這次拆解的充電器,簡單粗暴,除了充電功能,啥也沒有,會一直充一直充。充到最后電池電壓上不去了,源源不斷的充電電流就全部用來發熱。假設電池能充到的最高電壓為1.53V時:
對于單顆電池來說,用來發熱的功率為:1.53V x 163mA ≈ 0.25W3顆電池就是:0.25 x 3 = 0.75W可不小呢!應該說,鎳氫電池、鎳鎘電池都很扛造(東北話,耐折騰的意思),一般來說問題不大,這也是商家敢生產銷售這種充電器的原因。但是!在電池滿電后仍繼續充,會使電池持續發熱,輕則導致電池性能下降,容量減小,壽命縮短。嚴重些的,可能會出現電池“爆”漿的問題!(文章題目說的“爆”就是指這個,至不至于爆漿跟電池質量也有關系)所以大家使用廉價的充電器時,一定要注意:
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一般充電沒問題;
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充電時,充電器附近不要有易燃易爆物,注意散熱;
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充電時,一定要有人在家;
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充電時間不要過長,可以充一個白天,但不建議通宵充電。
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原文標題:拆解玩具電池充電器:充久了可能會爆,廉價電路方案讓人震驚!
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