[OurDev开源充电器][任务1] 1.智能充电器原理图 + PCB V2.1 发布 （最后更新：08年05月2

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签到，还没来得及看呢

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这就叫手快，呵呵

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这个 PT1102 没有用过，应该是没有2575/6来的常用的

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与Grant持相反意见.

多留点敷铜固然有用,但是决没有散热器有用和直接.
对于大多数人而言,220封装的远比so-8封装的容易得到.
我们不只是工作在5V环境下,我们需要考虑更多,我们最大工作电压28V,我们就应该依照我们的最大值做极限计算才行.
TPC8103固然有11安培,但是Pd只有2.4瓦,而我们的极限最大输出功率需要 28V * 2A ,也就是 56W.
这个可以吗?

还有,对于超快速充电(也就是常说的一小时充电)的算法,损耗很大的,大到有些厂家都已经使用风扇了.
从抄袭成功者的角度上考虑,我认为使用So-8并不合理,散热绝对是问题.


以上为个人意见

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如果选择220封装，增加散热器也就1、2块钱，成本并不会增加多少。

如果Grant不考虑16伏以上的电池组，那么如 hebj  所说，这个发热量也够呛啊！
如果确定了So-8封装，对于想改为220的朋友来说，很多不方便。除非线路板上放置双位置，进行选择性安装。

放不放在外壳里面，关键在于外壳是不是能够空气流通，如果空气能够比较好的流通，那么和没有外壳时的散热情况基本上差不多的。
散热的时候 我们一般分为自然冷却和强制冷却，有没有外壳无所谓，只要没有风扇，一般都认为自然冷却。
加了散热器仍然是自然冷却，只不过有了散热器增加了热容量和散热表面积，如果你可以使散热器周围的空气纹丝不动，一样可以热爆掉的。
强制冷却，一般都是使用风扇，强的有用水冷的，更强的还有用压缩机的。相信大家见过不少。

UNiROSS（欧力）那款超强的15分钟快冲，就使用了风扇做强制冷却，超强的。之前看过有人拆解过，猛人！

还有模型界的朋友们用的东西，听说也是非常不错的东西。上部的那一长条散热器够大的。



有些意见上，我和Grant还是有很大不同的，我希望做出来的东西能够向上面两种东西的性能相靠齐，而不是做出一个马马虎虎的东西。当然我也知道，摩天大楼不是一天盖起来的，至少我希望我们的目标要高一点。


我一开始就想过，如果我们的充电器成型，如果有人投入开始作为产品生产，我们做出来的东西到底算是什么货色？我们做出来的东西到底给谁用？
如果只是作为每个人自己的小玩具，我觉得对于整个项目而言是有害的。项目需要有实际存在、应用的意义，只有有了实际的价值，相信才能吸引更多的朋友来参与。参与的人多了，内容充实了，这个开源项目才变得有意义，否则不过是后花园的观赏物。

定下一个60元的成本限制，我以为不是很好，我们的对照物是什么呢？ 是那种四五百甚至于上千元的高档东西，还是市面上那些一百来块的常见货色？


就谈到这里了，鄙人愚见。

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其实我们的很多定义和之前写道的那个 KSII 充电器是差不多的，算是一个小功率变形。

如果转换成产品没人要，我认为很可悲。

KSII 目前价格大概 400-500块吧，不是很清楚。我们作为小功率型，功能还是基本一样的。如果对这个KSII没有产生可比性，我觉得会比较悲哀。
60块钱，能够搞成KSII的一半，估计就有人来抢了。可是问题是，我们定下60块的成本，那么我们的性能目标是什么？
还有为什么定下成本60块？ 就不能100块么？
控制成本？ 为什么控制成本？原因是什么，目前捐助的资金不足？阿莫答应做后援的，而且不够的话，大家还是会再支持一把的。
阿莫既然决定把这个东西定性为开源的项目，那么就不再是玩具了。是需要有一个结果的，为了以后的项目能够顺利进行下去，这个结果应该要稍微好一些才是。

成本也许可以高一些，但是性能指标要有一定的定位的。我可以容忍多一倍的成本但是相同的性能，或者相同的成本、减半的性能。但是成本再高上去或者性能再向下，我觉得就没什么意义了。（我们已经在用我们的成本和别人的销售价格在比较了，这样都比不过来，我真觉得没什么玩的了）如果只是做个观赏物，我情愿去买一个一、二百块的充电器了。
我们参加这个项目的人，相信大多数对于成本并不感冒，只要合理就行。但是大家对于性能的要求都是很高的，我们一次肯定是不可能达到那么多的，需要分阶段实现。但是每个阶段都应该能够有点明确的性能指标，现在是大家都一头雾水。
Grant坚持5V是关键指标，相信很多充单节电池的也会有这样想，那么我们的终极目标应该是Uniross的15分钟快冲，然后分开一步一步地走。如果定性为多功能的充电器，能够适用多种电池、电压，我们的终极目标应该是类似 KSII的充电器，然后再来一步一步的走。

这一步一步走的过程中，我们每一步都有不同的任务，或者每一步增加一类功能，但是对于任务、功能的要求都是要以最终目标来定的。

说句不好听的，因为大家并非一个紧密的团队，对于定下的目标，能够完成个七七八八就差不多了。于是乎，我们定下15分钟的目标，最终可能实现了一个30分钟的充电器（也很不错了），如果我们定下个1小时最终可能就能2小时而已。
能不能实现这么快速的充电，算法固然重要，但是硬件也要支持才是，硬件不支持，一切都是空谈。硬件有余量，软件就有改进提升的空间，硬件是死的，软件是活的。
Grant说需要的可以自己换器件，这其实算是在分割团队了。别人提出来，就是考虑到这是一个整体团队，所以一定要把自己的意见提出来。让他们自己换，其实就在使提出意见的人认为“我不在团队思考范围以内”
我们都需要综合考虑很多问题，简单的回绝是不合适的。希望Grant能够综合考虑一下大家的不同意见。

我们做这个项目，目标是什么？（大家做个选择题吧）
1 学习各种充电算法以及控制方法
2 学习使用单片机以及PWM等部分的运用
3 充充日常的各种小电池
4 学习并实践快速充电理论
5 需要经常进行大容量电池的充放等实际要求
6 闲着无聊，玩玩而已
7 显摆的玩具
请选择：

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开源项目的头是很难开的，开难了，实现不了，无法继续下去。开容易了，没有人愿意参与，也就夭折了。

所以这个开头需要有一定的难度，至少在某些指标上要能够有所体现。

顺便说一下，我的观点，如果我们的充电器只是最终供大家学习的，应该改名智能充电学习板，而不是充电器。我们需要把这个东西做到能够吸引到某些发烧一点的用户。这也是对于我们这个项目的肯定。

我们的东西确实不可能一次做到很好，需要一步一步来，但是每一步都要有一个脚印，都要扎实。
我们对于每一步都应该是使我们向目标更加靠近。有些话，不说了，看另一个帖子里面回的内容吧。

事情起源不过是 Mosfet 选择

说说我自己做选择题吧  1、3、4、5
我算是半个用户，所以要求特别多，呵呵！

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来回答一下 Grant的问题吧
   1)、是否使用MCU做过充电器(快充型的)？
   做过MCU的充电器，一般型的，2-3小时左右吧（2000多mAH的电池），对于结果不是很确信，因为没有放电测试设备。

   2)、是否了解过NiCd、NiMH、Li+三种电池的充电特性？
   一般性了解NiCd、NiMH电池的基本特性，并了解铅酸电池特性。

   3)、是否了解快充、脉冲、恒流、恒压等充电方式的原理？
   对于充电算法和原理，我想我还是知道一些的，虽然不充分、不扎实。

我在另一个帖子里面已经分析了一遍5V系统的劣势，所以即使所有人都只是充4.2伏以下的常规电池，我依然坚持使用7V以上的供电，甚至于使用12伏的电源。

你要是有个吸引人的Demoboard，我确信还会有更多的人会参与进来，还会有更多的人捐资支持的。不要在一开始就在经费上束缚自己的思路。毕竟如 安哥 所说，这个东西终究不会是个产品，成本自然不会有太大的约束。

To：hebj
2安培10伏，mos温热，别忘了这是20分钟，如果是10个小时呢？
关于电感的发热问题，我们到现在还没有人提出来，这个确实是问题，开关电源的变压器、电感都是存在温升的，需要考虑的。

To： Grant
“60度也可以煮鸡蛋吧？一般MOSFET的温度都可以到150度”  ？？？？
别忘了，没有外壳的，你打算把手上烫多少个泡呢？

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boost状态，输入10V 输出19伏2A，输入一般5、6安培，除非你的效率实在很低

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我说的是输入电流！！不是随便我理解，能量守恒的问题而已，不知道你是怎么理解的。
由于Boost是可以工作在非连续状态和连续状态的，也就是说电感的电流可以是连续的也可以是不连续的。请参照SMPS的相关资料吧
boost时MOS电流并不完全取决于输出电流，而是要和很多因素有关的，尤其是电感的值。电感的值偏低，Mos消耗非常多，电感也消耗多，电感偏高，则输出功率上不去。而电感的计算是以设计输入电压和设计输出功率来计算的。

因为电感电压超前的关系，Mosfet在开通的时候很多时候，有电压确是没有电流的，等到电感的电流过来了，Mosfet基本上也就可以关了。所以Mos消耗并不大。（在电感电流非连续状态）
在电感电流处于连续状态时，将有开始的一部分电流通过Mosfet释放，而主力的电流过来前，Mosfet必须关闭。也就是说，输出端的电流都不是从Mosfet 来的。

如果设计的功率比较大，且处于非连续状态，Mosfet甚至于可以几乎0电流。


我不知道你的设计指标是什么，所以我也不可能估算出你Mos的电流时多少。我只能通过你给出的一般指标进行推算，如果19V/2A作为最大输出，10伏是最低输入，可以推算你的 Ipk（Mos冲击电流）大概是 21安培。这个值肯定和你实际值不一样，因为我不知道参数。

而Buck则是不一样的，所有的输出电流都是经过Mosfet而来的，损耗也是经过Mosfet的。当然Mos的冲击电流会比Boost小4倍左右。但是一般不会有非连续状态出现。连续工作电流是连续经过Mos的。

分析手方法是不一样的，简单的就结论作出对比并不合适。

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突然想到一点思路

如果我们的Buck实用N-mosfet，然后使用电荷泵形式的驱动芯片，类似IR的2103等之类
我们就可以彻底避免出现mosfet常开的问题了。

2103在驱动高端的N-mosfet前，需要给电容充电，然后用电容内的电量去驱动高端的N-mosfet，但是由于电容的电量是有限的，当电量释放完，mosfet只能是自然关闭了。

供大家参考吧！

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电感发热有很多因素的，
磁性材料比较关键，不同的磁性材料适应的频率是不同的，频率等级用低了只能是增加磁损，也就是增加了磁芯的发热。
还有就是漆包线的选择不合理，太细了，同样容易发热。
不同的磁芯规格达到相同的电感量，对应的匝数是不同的，选错了磁芯规格，增加了很多匝数的话，发热也会很厉害的。

都是学来的，不是自创的。

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简单一点,双电源运放+/-电源不相等时会发生什么情况呢?
这个情况就比较复杂了，除了输出极限不同外，其他没有仔细研究过。

我也曾经担心这个-5V的问题，但我没有什么理由去支持自己的担心。

Bill，说说你的具体理论呢

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否定掉 TPC8103的几个理由

1 需要兼容最高至28V电压，而TPC8103的Vds最大只有30伏，不合理。除非把初期定义的上限电压降到20V以下。
2 TPC8103关于Id的温度定义不明确，一会说小于150度，一会儿又最大只能52度。不能帮我们明确其高温时的最大电流。
3 TPC8103的Pd值，在温度升高后急剧下降，需要考虑。对于长期工作的影响不利。
4 P沟道的管子本来选择就不多，设计使用So-8封装，给需要替换的朋友带来非常多的麻烦。（太难买了）
5 发热的问题，并非简单算出损耗P就可以，我们有大约0.3-0.4W的损耗（算比较低的了，安哥只算了导通损耗，没有计算开关损耗），我们还不能明确我们的散热效率是否可以支持。散热效率如果不好，可能热平衡的温度就会很高（50度的温度，对于没有外壳的设备，不低了）。
6 N/P Mosfet的开关电压，普遍使用的等级为1.8v、2.5v、2.7v、4.5v、10v。选择4V作为开关电压，不通用，不便于替换。

还有关于Pd也就是 Power Dissipation 的概念，希望大家仔细研究一下。

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我来解释一下那个 On - Off / Off - On 的问题吧

我们宏观上看Mosfet就只是开和关，微观上不是这样的。我们通过自己的驱动线路往G极上充电荷，事实上电流有限，所以充电需要时间，根据G极电荷上量的不同，导致导通状态是不一样的。
安哥 计算了这个过程中 G 极上消耗的功率，但是没有考虑这个过程中Ids导通的状态。我所说的开关损耗主要是指这个Ids的过程，这个过程中，Mosfet工作状态类似于晶体管，处于放大区，P = U * I，管压降与电流的乘积。这个过程中的Rds，决不是23毫欧这么简单的。
类似于从无穷大渐变至标称的Rds，当然不是线性变化的。

关断过程也是一样的。

根据驱动电压的高低不同、mosfet的G极电容、驱动电阻的大小 以及 驱动回路的设计不同，这个开关的过程的时间是不同的。可以很快到几十ns，也可以慢至数十us，甚至与几百us。
对于PWM调制的使用方式，这个损耗是占主要成份的。

我能理解这个过程，但是我并不会计算（我个人认为很难算），希望有会计算的朋友仔细说一下。

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这本书我也有的，呵呵

计算出来的东西和实际的会差很多很多，有时候可以差一个数量级，哈哈！尤其是这种黑箱计算的方法，使用的作者的经验值进行计算的。

所以之后出来的效果可能比这个预估的还要大，当然也可能会比这个小（可能性不大）。

安哥 是单身吧，呵呵。我晚上已经抽不出那么多时间了，真羡慕安哥的自由啊！

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To 安哥

效率是和输入电压、输出电压、输出电流有关系的，在最理想的状态下，效率可以高到95%，可是在很差的状态，可能只有50%-60%。
平均效率可以做到80%，这个是常见的。

我们的工作态一直是在移动的，或者说会变化的，也就是每时每刻对应的效率点会不同，比如5V充1.2伏的状态 和 5V充3.6伏的状态就完全不一样，这两个状态的效率也是不一样的。可能一个状态效率90%，另一个可能只有70%，这些是正常的。

黑箱估计出来的也只平均值。

我一开始说，Mosfet只用到标称值的50%，就是因为这些东西。
所以我认为，必须要有足够多的余量。

目前已经出现了，讨论过多引起的时间拖延的问题，我个人必须为此检讨一下。
为了能够尽快继续接下去的工作，建议线路板进行双安装位的预留吧，输入电压暂时不进行讨论，依然为之前的5V 和 8-28V双输入。
驱动部分劳烦 安哥 Grant 做一下 推挽式的修改。我想这样应该就可以了。

关于电压以及其他部分的讨论，我们暂时先停一下，我们必须要有足够的试验证据，也就是说需要有第一版的硬件才能得出结论的。
关于使用自举驱动N-mosfet的方案，在目前而言不现实，因为在5V环境下没有足够的使用经验，在大于10伏的情况下，使用比较多。

劳烦 Grant 安哥 了。

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5V能不能用不知道，我认为不是很理想的。
我给一个成熟的线路，之前一直用在12-70V的环境的，10V以下没有用过。

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恭喜恭喜，哈哈，安哥辛苦了