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东成锂电充电器拆解:工欲善其事 必先利其器
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东成锂电充电器拆解:工欲善其事 必先利其器

2020-08-31 15:38:59 来源:半导体器件应用网 作者:欧蕾伊 点击:6820

【大比特导读】一件趁手且时刻电量充足的工具往往是一项工程开始的重要环节。因此,近期《半导体器件应用》杂志便对一款来自江苏东成机电工具的锂电池充电器FFBL 18-12进行拆机图解,为大家带来便携式锂电池充电器是如何帮助你以满电状态应对紧张的每一天。

在这个到处充满电子产品的时代里,电量不足的信息提示,可以说是一根能够牵动当代人焦虑且尴尬的隐形神经。尤其是出现在工作最为关键的时刻,如果没有合适的充电设备或没有提供充电的地方,大多数人好像就只能祈祷着电量能再撑久一点罢了。而且要注意的是,当电量低于一定程度的时候,电子产品就会自动关机,一般来说因前一次电量不足才导致的自动关机,那么在第二次开机的时候,就会间接影响了产品的瞬间启动速度。

如果这种情况多次出现的话,会一定程度上干扰了产品系统的稳定性。虽然我们都知道理论上是没有绝对稳定的产品系统,但我们依然可以选择在设计、开发、配套设施的使用与维护方面上趋于让产品系统往更稳定运行的方向靠拢。特别是在属于精细工作类型领域的电子产品,务必要将其安全风险指数降到最低。

那么电动工具及其充电器配套作为精细工作领域的典型代表,为消费用户提供安全可靠、耐用兼容、极佳效率的科学保障则显得很有必要了。工欲善其事,必先利其器,一件趁手且时刻电量充足的工具往往是一项工程开始的重要环节。因此,近期《半导体器件应用》杂志便对一款来自江苏东成机电工具的锂电池充电器FFBL 18-12进行拆机图解,为大家带来便携式锂电池充电器是如何缓解以往电动工具在作业时经常出现电量供应不足的窘境?

锂电池作为储能介质

首先,关于电动工具是否要使用锂离子电池作为储能介质的充电器等问题,在市场上仍存在一些不同的声音;有人认为,在汽车动力上使用锂电池方面的技术是更为高效、精准、尖端的,而电动工具充电器则没有必要采用锂电池,因为这样会导致制造成本的上升。但从锂电池的优点方面来看,电动工具充电器使用锂电池则是可以满足在极端高低温环境下的使用条件,并且更为适用强振动、快充快放等需求,要知道其实这些要求并不会比车用动力锂电池的设计难度要低。

东成锂电池充电器FFBL18-12产品外观

产品正面俯瞰图

产品正面俯瞰图

产品底面俯瞰图,型号信息FFBL 18-12 Li-Ion 18/65-2-5 18V-4.0Ah/72Wh

产品底面俯瞰图,型号信息FFBL 18-12 Li-Ion 18/65-2-5 18V-4.0Ah/72Wh
江苏东成机电工具有限公司出品

产品两边的侧方位图,大LOGO标明该款充电器属于锂电池技术

产品两边的侧方位图,大LOGO标明该款充电器属于锂电池技术

产品使用提示:此电池包仅适用于FFCL18-07充电器

产品使用提示:此电池包仅适用于FFCL18-07充电器

在拆解之前,首先大概了解一下该款充电器FFBL 18-12的基础性信息;尺寸120x80x62,重量700g,结构尺寸不算很大,壁厚要求也还算均匀,底部前后有两排椭圆形形状的散热孔,是属于市场常见的充电底座搭配移动电源的胶壳类设计,应用能覆盖多种工作机型如无刷扳手、电钻、电锤等。

东成机电工具锂电池充电器FFBL 18-12拆解

在取下底部四颗螺丝后,便可轻松移开顶部塑料盖


在取下底部四颗螺丝后,便可轻松移开顶部塑料盖,清晰可见PCB板的整体,且主控面板上有较多的热熔胶。

热熔胶是一种可塑性的无毒无味的绿色环保胶粘剂,在一定温度范围内热熔胶的物理状态随温度变化而变化,而化学特性保持不变。完全不含水或溶剂,具有快速粘合、强度高、耐老化、无毒害、热稳定性好,胶膜韧性等特点。

标明设计充电器时使用的具体材料

随后在翻看顶部胶壳内侧的时候,发现有标明设计充电器时使用的具体材料,以聚碳酸酯为主PC+ABS+FR(Vo)的塑料材质。

塑料外壳一览

塑料外壳一览

撬开底部胶壳,拿出PCB板与电池组。

接着为了进一步看清内部构造和方便清理热熔胶,借力螺丝刀沿着侧边缝隙撬开底部胶壳,拿出PCB板与电池组。

取出PCB板和电池组后,剪开连接的金属片,然后可得到一块完整的电池组


在取出PCB板和电池组后,剪开连接的金属片,然后可得到一块完整的电池组。

值得一提的是,拆解电池是一项非常危险的事情,即使是剪开连接两端金属片的行为,也会造成电池短路反应与火花四溅的现象,如有操作不当可能会发生爆炸、燃烧等危险,请切勿随意尝试和模仿。

该款电池是属于圆柱形钴酸锂电池ICR18650 2000mAh 3.7V
 

接着通过观察电池表面信息,可知该款电池是属于圆柱形钴酸锂电池ICR18650 2000mAh 3.7V;像电动工具这种需要较高电量的便携设备,一般是由多节电池串联起来的电池组为其供电。

主控面板部分

四极充电接口,不知为何缺少一口
四极充电接口,不知为何缺少一口

(ROHM Semiconductor)RS1E321GN


两颗罗姆(ROHM Semiconductor)RS1E321GN的开关电路功率器件,主要特性包括有漏源电压30V、漏电流ID±80A、功耗(PD)34W。

特点:低通阻、大功率封装(HSOP 8)、无铅电镀、无卤、100%Rg和UIS测试

要知道确认电源电路的设计没有超过各设备所容许的损失是很重要的,如果怠慢这个的话器件可能会导致热破坏。

主控电路板部分

下面接着来看看其他芯片方面,红圈位置是采用了德州仪器(TI)bq77905系列低功耗保护器,该器件属于低功耗的电池组保护器,能够实现一整套的电压、电流和温度保护,而无需微控制器(MCU)控制。

另外,该器件的可堆叠接口可进行简单扩展,以支持 3S 到 20S 或更多电池节数的 可从 3 节扩展至 20 节或更多。保护阈值和延迟均为出厂编程设定,有多种配置可供选用。为提升灵活性,还提供了单独的过热和欠温放电阈值(OTD 和 UTD)以及过热和欠温充电阈值(OTC 和 UTC)。

应用范围:

• 电动工具、园艺工具

• 启停电池组

• 铅酸 (PbA) 备用电池

• 轻型电动车辆

• 储能系统、不间断电源 (UPS)

• 10.8V 至 72V 电池组

 

德州仪器(TI)bq77905详细基础信息
德州仪器(TI)bq77905详细基础信息

黄圈位置为Alpha & Omega Semiconductor (简称万国AOS)的30V P-Channel AOSP21321功率器件。该器件拥有最新先进的沟槽技术、低RDS(ON)、大电流能力以及RoHS和无卤兼容。

要注意的是,MOS管作为半导体领域最基础的器件之一,不管是在IC设计,还是电路板上的应用,都十分广泛。

应用:

笔记本AC-in负载开关

电池保护充电/放电功耗

万国AOS 30V P-Channel AOSP21321 电气特征参数

万国AOS 30V P-Channel AOSP21321 电气特征参数

蓝圈位置则为两颗R005贴片电阻,由于缺乏标识,无法得知品牌。由电阻材料制成的、有一定结构形式、能在电路中起限制电流通过作用的二端电子元件。

全部拆解完毕

全部拆解完毕

半导体器件应用网总结

半导体器件应用网通过拆解了解到,由于在电路主控模块是采用罗姆的RS1E321GN系列开关电路功率器件、德州仪器(TI)bq77905系列低功耗保护器、万国(AOS)30V P-Channel AOSP21321 MOS管以及其他重要元器件,所以能够做到较高的控制精密度、对电池恒流恒压充电、自动识别被充电设备的负载情况、充满后自动断电以及极性接反、过流过压等保护功能,并同时主动平衡了电池组各个电池温度状态、漏电速度等,更加可靠针对性地达到了安全保障的效果,帮助急需电动工具的你,能够以满电状态应对紧张的每一天。

值得再次强调的是,安全性从来都是设计者首要考虑的因素,但实际上锂电池发生爆炸的新闻却没有间断过,可见,衡量充电器性能好坏并非只取决于效率这一项重要指标,能够搞清楚采用怎样的材料、工艺生产等方面,可以很大程度上使电池在容量、内阻、充放电更加贴近一致性,延长工具的使用寿命。

在充电器领域,除了电池本身,各种结构的功率器件一直都在发挥着不可替代的作用,它们往往是集简单与复杂的“矛盾结合体”,简单在于它们的结构,而复杂则是涉及到基于应用领域的深入考量。因此,作为一款理想的充电器设备,功率器件的选型是必不可少的一项环节。

总的来说,该款东成锂电充电器在设计上是呈紧凑型踏板外观,能够与18V的锂电池稳固相连接,工具式锁钮可帮助用户更方便快捷地取下连接的电动工具,而且在设备充电过程中发热量较小,内部散热设计充分合理,符合目前环境保护潮流,可适用于短时间高强度的作业任务。

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