肿了锂电池 Maxwell超级电容(48V165F)的拆卸与汽车应急电源

小编 2024-10-17 资讯中心 23 0

Maxwell超级电容(48V165F)的拆卸与汽车应急电源

最近呢,在网上发现了超级电容的应用实践探索的不少的文章,尤其看到了神奇的美产超电容启动电源(autowit超级电容汽车应急启动电源)的相关视频。于是自己在网络上搜索了不少这个方面的文章及相关的视频。激起了我对超级电容的探索欲望。决定自己首先动手制作一个超级电容汽车应急电源启动器!

据说这个电容是有轨电车上淘汰下来的,它的优点是可以短时间内完成充电,但因为单位体积(重量)蓄电量(能量密度)不如锂电、不如铅蓄电池高,所以每到一个站点(1-2KM)都必须对超级电容器补电,其最大的好处就是电容器充电快(二、三分钟即可完成,运行3~5分钟,到达下一个站点又可以补充电),工作很稳定,弥补了蓄电池,锂电池那样出现过充、出现快速衰减等致命的缺点。

超级电容最大的优点就是放电能力强,尤其瞬间放电非常强大(该超级电容的瞬间的放点峰值达到1,900安培),非常适合汽车启动电机供电,不像蓄电池那样瞬间过放电会造成极板的损坏、不会像锂电池过放电鼓包损坏的情况。

说干就干,在某宝上淘了一台二手的,标称48伏165法拉的超级电容。收到货以后啊那叫惊奇的。外观完好无损,重量称了一下,差不多有30斤!看了看外包装的铝箱,其铝板的厚度差不多达到4毫米!测量电压的35.9--36.0之间摆动,静置了一个星期左右电压35.8--35.9之间(也就是一个星期下降0.1伏的样子)。

其中咨询了卖家是否发货之前充电?卖家予以否认。由此判断,不管卖家发货之前充没有充电,反正这个漏电流是非常小的,这个超级电容器应该是稳定的、值得信赖的。

接下来动手拆解。其过程啊,那才叫非常的艰辛!主要那螺丝太难卸了,总共16颗螺丝,第1次顺利拆下来的只有两颗,手都弄肿了。后来看了网友们拆卸的经验和教训,又咨询的卖家,卖家说要专用的电动工具,正好我手边也有(这个应该比锂电池驱动的更厉害吧)。试着用个所谓的电动工具拆卸。

又拆了几颗螺丝下来,且好几颗螺丝都被卸断了。其中有4颗螺丝,实在是没办法。不得已采取了野蛮的拆卸没有办法--直接把螺丝切掉(用电动砂轮)。

至此18个电容器分三排整齐的排列在箱子里。呈现在眼前,看起来似乎都不感觉到是旧货,并且仔细检查没有发现电容器上有漏电的痕迹,目测满意。

为了安全起见,在做别的工作以前首先放电。自己使用了12伏35瓦的卤素灯泡三支串联,放电时三支灯泡亮起来非常的刺眼,随着电量的减小,灯泡的亮度逐渐减弱,同时放电灯泡的个数逐渐减少到一只,直至一只灯泡的亮度完全暗下去。此时测量两端的电压只有2伏多一点,放电基本上结束。

把电容器从箱子里整体搬出来,打算把它分解为三组 ,因为连接了均衡、过热保护板,最初打算分别用上均衡保护的,于是保护板保留着做充放电(自放电)实验测试。

表中记录的数据可以看出,结果令人满意!

其间中途对均衡过热保护板接与不接的情况下,监测其电压的衰减情况,没有感到不同。后来接着干脆把第2组第3组连接的线路全部拆除,分别做了充放电(自放电)的测试。

初步的测试结果,三组都是令人满意的。决定抛弃均衡过热保护板。

对了,再分享一下自己充电的办法。整个电容组分成三组以后。每组变成了16伏500伏拉,分别对每组充电的时候。采取的办法是三步充电法:第1步用废旧的(标称充电电压4.2伏0.55A)手机充电器,串联一个4.7欧姆的限流电阻 (直接充电,充电器会保护,因为此时电容器存电量非常小,会检测到负载是近似短路状态,启动保护),让电压充电到接近三伏的时候,可以取消限流电阻,直接让手机充电器向超级电容器充电,待充电到4.2伏标称电压,再用普通的12伏6安的充电器串联上12伏的35瓦的卤素灯泡充电,

随着灯泡的亮度降低,超级电容器两端的电压逐渐由4.2伏升高到10伏左右,取消串联的卤素灯泡,直接用充电器对超级电容充电,此时的充电电流高达6安培以上。

直到充满自动停止(大概15分钟),此时测量电压大概14点 8伏左右。

说明一下:超级电容器静止半个小时以后,再利用该充电器补充电,可以将电压充到15.10伏左右。

确认没有问题,分别打包。

完成打包。

成就感?不要不要的!

拆解电蚊拍,看锂电池如何产生2600V高压,给蚊子致命一击

前几天,家里进了一只蚊子。夜深人静的时候,它精准的选择了最优质的目标,我儿子,在头上叮了6个包,腿上3个包,脚心1个包,总共给我儿子赠送了价值10个包的豪华套餐。

早上起来看到儿子脸上有蚊子咬过的痕迹,但是看起来没啥事,也就没在意。结果等下班回来之后,发现我儿子的脸肿成了包子。眼皮上被叮了一下,肿了之后他眼睛都睁不开了。总之一句话,被蚊子叮得他老子都不认识他了。

气急败坏的我,发动了我的全部能量,让管家一个小时内收集了防蚊灭蚊的所有手段,我誓与蚊子不两立。然后去买了防蚊子喷雾、消肿止疼的膏药、清凉油、风油精、电蚊拍等等,甚至准备了80000流明的大功率手电筒,用来搜索潜入家里的蚊子。

这是买到的电蚊拍。

看了一下手柄背面的铭牌,型号是FC-889,电池电压3.7V,网面电压2600V。右侧有高电压危险标识。

铭牌里看到了两个执行标准,分别是:

GB4706.1-2005: 家用和类似用途电器的安全 第 1 部分:通用要求

GB4706.76-2008: 家用和类似用途电器的安全 第2部分 灭虫器的特殊要求。

这玩意网面电压这么高的吗?是怎么从3.7V升压到2600V的,我比较感兴趣。所以毫不犹豫就拆解了它。

这电蚊拍拆解简直不要太简单,手柄上7个螺丝拆掉之后,就可以打开了。看到内部还是挺简单的,一个锂电池,一个电路板。锂电池是14500的尺寸,和AA电池,和5号电池一个尺寸。

先回顾一下手柄侧面的交互逻辑。拨动开关到开1或者开2的档位,然后按下带闪电标志的这个按键,就可以除三害了。一句话,我买这个电蚊拍,只灭三种害:蚊子,蚊子,还是甜蜜的蚊子。

电路板正面。

电路板背面。

结合以上两张图,可以看到这个丝印是JS313的8脚直插芯片的第6脚连接Type-C连接器的VBUS,第1脚连接电池正极,第3和第四引脚连接双色LED的两个引脚。基本上可以确信这个芯片是锂电池充电管理芯片。

所以与升压相关的电路就是板子右边这一坨,有三极管,变压器,二极管,电阻等等。

其中三极管的型号是KEHE的D882P,这是一个TO-126封装的NPN三极管,电流3A,耐压30V,Hfe大概在160-320左右。

这个变压器有三个绕组,在网上找到电蚊拍专用的三绕组变压器大概是这样的。三个绕组的匝数分别是9匝,35匝,1600匝。

在接高压网这边有一个高压CBB电容,CBB电容就是聚丙烯电容,电压可以做到比较高,当然体积也比较大。下面的223J2KV中223是指容值为22*10的三次方pF,也就是22nF,后面的2KV指耐压为2000V。那就有点不对了啊,铭牌里写的网面电压是2600V啊。一定是我眼花了看错了。

CBB电容和变压器中间还有两个这种蓝色的电容。这是Y2安规电容,102是指容值为1nF。

我在网上找了一下,发现关于电蚊拍的电路有比较详细的讲解(图片来自面包板论坛帖子:由电蚊拍,学电路。(振荡、整流、高压泄放))。这个图和我拆的这个电蚊拍的电路基本上没啥差别。而且这篇文章中有对震荡电路和变压器升压电路,以及后面的二次倍压整流电路都有详细的讲解。

在查阅资料的时候,我发现某宝上居然有卖电蚊拍diy套件的。基本上不到10元就可以买一套自己玩玩。

其实我更感兴趣的是,这个震荡电路及后面的倍压升压电路的波形,于是我拿出了我的小麦示波器。

需要准备一根高压探头,毕竟普通的探头在2600V的高压前面可能会比较璀璨。

由于我比较怂,怕测试过程中触摸到高压电,就在原有按键的位置,用硅胶线引出了一个开关,这样按着比较放心。毕竟玩归玩,闹归闹,安全最重要。

用3KV高压差分探头夹在电击网引线两端,用普通探头检测按键输出电压。

使用低压探头看三极管基极电压,波形如图。这就是通过三极管和变压器配合实现把3V直流转化为交流电压的核心。这部分波形为开关按下之后的波形。

直流电转换为交流电之后,通过变压器升压到峰峰值1.432KV。这部分波形为开关按下之后的波形。

再通过倍压电路升压到2.6V。这部分波形为开关未按下、按下、松开整个过程的波形。说明:在右侧通道2的上面有一条红线,这是通道设置反相的标志。

其实类似的倍压电路,我们经常遇到。比如在Ti的一款升压芯片TPS61391的应用电路里就有介绍。

这是使用TPS61391产生-45V和-90V电压的电路,图片来自ti应用手册slvaeh5.pdf。在测量电蚊拍的电击网电压时,我发现产生的直流2.6KV高压也是负压,我在示波器上为了方便观看对通道做了反相,所以在前面的测试波形中看起来是正电压。

在TPS61391这个电路里还有一个关键点,因为要采集的电压是-90V,但是反馈FB引脚的电压是1.2V,所以需要通过电流镜电路把负压转为正压之后反馈到FB引脚。电流镜的两个三极管需要匹配度比较好,否则会出现较大偏差。所以上图中使用的BCM857BS是匹配好的PNP三极管对,封装为SOT23-6,使用起来比自己用两个三极管靠谱。

整体来说,这个电蚊拍的电路比较简单,成本也非常低,但是里面用的电路还是挺有趣的。

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