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自制2CR5可充电式锂电池

本文原载《电子制作》2005年第10期
文章来源:本站原创 发布时间:2017年03月31日 作者:郑怀洲 点击数: 字体:

照相机以及其它电子产品上使用的价格不菲的一次性锂电池一直是摄影爱好者们一项不小的开支。为此很多影友绞尽脑汁试图降低电池费用,但所用的招数却如出一辙——都是采用外接电池来替代锂电池为照相机供电。这种方法尽管从技术上讲是可行的,实用性也不容怀疑,但弊端也不少,难以推广普及。本文介绍的方法却另辟蹊径——采用两块体积为23毫米(长)�22毫米(宽)�5.5毫米(厚)的袖珍锂离子可充电池,串联后将其装到2CR5电池的外壳里,再通过降压后像2CR5电池一样直接装机使用,经试用表明各项性能指标都不逊于原机使用的一次性锂金属电池,且可反复充电使用,下面介绍具体制作的方法:

自制本2CR5可充电锂电池的关键是需要两块能装进2CR5电池塑料外壳里的锂离子电池(见右图),

可向深圳俊朗商行邮购(电075583996198),每块价格12元。还需要两个用来装两块锂电的2CR5电池外壳,可从废弃的该型号电池中获取,至于品牌最好是SANYO(三洋)牌和FuJI(富士)牌的,因为它们有一个完整的塑料外壳,如采用Panasonic(松下)牌的则因为它里面的两节电池是外壳的一部份,所以取出电池后只剩下一个塑料骨架了,无法再利用。

找到所需的2CR5电池后,先用裁纸刀小心地划开电池的塑料底盖,取出里面的两节圆形电池。再将另一个外壳有金属电极的一端锯下约7毫米长的一段,和已有两个电极的外壳合成一个有上、下四个电极的新外壳 (参见左图),

但要注意新合成的外壳长度应和2CR5电池的长度一样,并且在其中的一端做个醒目标记,以免上机时装反了。做完以上一切,我们再来探讨制作中一些具体的技术问题。

凡具有一定电学知识的人都知道:单节锂离子可充电池的标称电压是3.6伏,充满电后的电压达4伏左右。两节电池串联起来的电压就≥8伏。而使用2CR5电池的照相机工作电压是6伏,那么如果直接用串联起来的两节锂离子电池为照相机供电,则有可能因电压过高而使相机受损(这里只说有可能而不说很可能,是因为我曾将两节电池串联后用美能达500si相机作过拍摄实验,感觉对焦、过片速度更快,拍了近10个胶卷,张张焦距清晰,曝光准确,而相机未见有任何异常。但不敢保证其它牌号的相机也不出问题)。因此必须在电池的供电回路上串联两支IN5407整流二极管进行降压。这两个二极管由于工作电流较大,瞬时值达1.5A以上,所以常用的IN4007二极管不宜选用,否则发热严重。当在电池正极串入两支二极管后,用数字万用表实测得待机时的空载电压为7�2伏左右,似乎仍然偏高,但相机一旦开始工作则电压马上降到6�5-6�8伏之间,和使用一次性锂电池时的情况基本相同(新的一次性锂电池的开路电压为6�55伏),因此相机的安全是有保障的。如实在不放心的话可多串入一只二极管,也就是采用三只二极管进行降压。这样待机时的电压为7.1伏左右,工作时的电压则在6-6.3伏之间。相机仍能正常工作,只是对焦、过片速度较慢,可拍摄的胶卷数也没有采用两只二极管时多,差距大约为5个胶卷,因此究竟采用几只二极管降压由各位制作者权衡决定。

锂离子可充电池与镍镉、镍氢电池相比有一特点,即电池工作时必须有保护电路,以防过充,过放、短路等。单节锂电池充电电压必须严格保持在4.1伏土50毫伏,若超过4�5伏,可造成电池报废;共最低放电电压不得低于2�5伏,否则也将造成电池报废,这是由电池特性所致。因而锂离子电池的使用,必须将专用的保护电路背在电池身上,“狼狈为奸”地工作。本制作也不能违背这一原则,采用了一块专供两节锂电串联时使用的7�2伏保护板,以确保电池能长期安然无恙地工作。该保护板系从同一商家购得,板上共有五个接点,详细的接线请参见方框图所示。

这块保护板本应和两块锂电一起装到2CR5电池的塑料外壳里,无奈外壳里面装了锂电和二极管后剩余的空间已无法再容纳保护板了,所以该保护板只能采用外置的形式——充电时再接到电池上起保护作用,而当将电池放到照相机上工作时则该保护板与电池就不再“形影相随”而是“一刀两断”了。也就是说电池放电时就没有保护板了,那么是否会导致电池过度放电而报废呢?当然不会!原因在于现代电子相机上都有一套电压检测装置,当该装置检测到电池电压低于相机设定的最低工作电压时,则发出指令使相机停止工作。使用2CR5电池的各品牌相机所要求的最低工作电压虽不尽相同,但均不会低于5�5伏(要验证这一点很容易,可多找几块在各型号照相机上已显示没电的2CR5电池,用数字万用表实测一下它们的电压还有多少就知道了)。因此单节锂电还没有放电到最低2.5伏的极限电压时照相机就早已罢工了。实测当相机低压停机时单节锂电的电压仍在2�9伏以上(两只二极管上有一部分压降)。所以锂电放电时虽然没有保护板,但相机上的最低电压检测装置却起到了保护板防止过放电的作用,因此不用担心电池会受损。下面接合方框图接着谈制作过程:

首先在塑料外壳的四个电极上分别做上标记:原来的两个电极共中“+”端我们将共标注为A,“-”端则标注为B;新增的两个电极可将原“+”端标注为C,另一个则标注为D。这样上机时即使装反了对相机也无任何危害。然后在四个电极上从外壳里各引出一根导线,所用的线最好是不同颜色以便区分。先在A导线和C导线之间按图中所示极性串入两只(或三只)1N5407二极管,再将两块锂电池串联起来,C导线再与串联后的电池正极相连,B导线则与负极相连,最后剩下的一根导线D与两节锂电的正、负极串联处相连。然后将两块锂电连同二极管一起装到电池外壳里,空余之处可用热熔胶或蜡填实,最后再将底盖用 “哥俩好”胶与外壳粘牢,这样一块可充电的2CR5锂电池便制作好了。

将该锂电池装到照相机上使用时,电池通过原来的两个正、负电极A、B向相机供电;充电时保护板电源输出端正极接新增的电极C,负极接原来的负电极B,中性点Vo接新增电极D,电池与保护板之间可用大号鳄鱼夹进行简便的连接(参见附图)。保护板的电源输入端接9伏直流电源,本人采用原西门子S4手机的座式充电器为其供电,输出电压约8.3伏,由于该充电器是专为充两节串联的7.2伏锂电而量身订做的,因此用在此处堪称绝配。这种型号的手机充电器旧货市场有售,价格很便宜。如买不到的话也可用诺基亚6110、6150等手机的旅行充电器代用。总之,任何能输出9伏左右直流电压,lA以下电流的充电器都能用来为本锂电池充电,由于充电时有保护板,因此电池充满后会自停,当使用诺基亚充电器时充电时间约3�5小时,如使用西门子S4充电器则充满后绿灯亮。充满电的电池在放置一星期后,经本人用美能达500si相机实测,在焦距、快门、光圈都固定,并且不使用机载闪光灯的情况下可拍摄36张装的胶卷12卷,又将该电池装到佳能50E,尼康F50相机上试拍,均一切功能正常。证明电池的通用性不容怀疑,完全能满足使用该型号电池的相机的用电要求。

本文原载《电子制作》2005年第10期

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