松下BQ-830充電器完美改造方案的探討
看到網上關于松下BQ-830充電器的介紹很感興趣，正好到上海虬江路二手貨市場15元買了一個，用了三天測繪，三天檢測、查資料，基本弄清了BQ-830的原理。廠家聲稱的“國際標準的充電電路：負電壓差微電腦控制及溫度過熱保護”純屬商業炒作，如此花樣繁多，吸引眼球的直觀功能，與美國那些質樸的智能充電器相比一定吸引了大量美國顧客，因此我們才看到如此之多的東洋垃圾。
松下BQ-830充電器的改造首先要遵從安全與簡單實用的原則，安全第一，畢竟我們的電池每節都比BQ-830充電器的現價要貴，方法不簡單普通人改造不了。松下BQ-830充電器的改造有現實的意義，因為現在的電池容量已經在3600mA之上了，我們都迫切需要一個跟上時代步伐的大電流的快速充電器。用市售幾十元的充電器不但充電時間長，而且電池長期在C/10（容量的1/10）以下電流充電會產生枝晶效應，促使電池內部短路，因此電池廠家推薦在2-3小時充滿電。市場上現在一—至三百元的快速充電器充電電流在200-400mA左右，同樣難滿足要求，而且沒有一個是微電腦智能控制。很多廠家公開說假話早已經達到無恥的地步，中外如此。畢竟精明的商人和高級騙子并無一步之遙。能四槽獨立充電控制的單片機智能充電器只在資料上看到過，市場上沒有，估計太貴了。
真正的單片機智能充電器是根據什么來決定最完美的充電方法呢，了解了下列知識對于我們使用改造后的BQ-830充電器時，如何保護電池是相當重要的。
單片機智能充電器檢測的項目，及充電方案：
1. Vmin 及Vmax：鎳鉻(NiCd)電池放電終止電壓，8小時放電率時為1.1V，1小時放電率為0.5V；鎳氫(NiMH)電池一般認為是1V。如果電池電壓低于最低電壓閾值（1V左右）則不能快速充電。而是采用涓流充電進行修復，如果在規定時間仍達不到要求，則認定電池損壞，報警拒充。涓流充電電流一般在C/30。
2. T及ΔT：電池的化學活性是與溫度密切相關的，理想的充電溫度在30-40度，并非人們想像的低些好，當電池的溫度低于10度時，是不允許快速充電的，這時要涓流或小電流預充電，直到電池溫度達到10度再開始快充。當電池溫度達到45度時電池內壓力快速增加，壓力到達危險值時電池的放氣閥打開，氣體挾帶電解液流出，電池受到嚴重損害。放氣閥堵塞就會爆炸。這時應立即停止快充轉入涓流充電。在環境溫度高低不同時，一樣的電池內部溫度反映到測溫部件就會不同，因此就要測試環境溫度以ΔT代替T的測量。例如網上熱議的三星DCR037充電座改裝，其中的單片機ST62T01的第7腳就是測環境溫度的。T及ΔT測試是極限參數測試，是最終安全保護手段。 45度的手感就是燙手但可忍受，我們使用快速充電器一定要在此之前轉入涓流或小電流補充充電。
3. ΔT/Δt ：溫度上升率是充電指標的重要參數，特別在快速充電中是至關重要的參數。在電池未充足時溫升為每分鐘0.08度，充足后溫升為每分鐘1---1.5度，這時充電的電能大部分轉化為有害物質和熱能。這對鎳鉻鎳氫電池是一樣的。所以一些專業的單片機電池快速充電IC如BQ2000系列以此為快速充電終止的唯一標準，以實現鎳鉻鎳氫電池通充的功能。用ΔT/Δt判定充足與否安全性大大提升，但這時離真正充足還有一定距離，快充電流越大，距離越遠。因此要進行補足充電，補足充電的電流不大于0.3C。
4. –ΔV及0ΔV：鎳鉻電池在充電中電池電壓逐漸上升，但充足時電池電壓反而略有下降，鎳氫電池具有同樣充電特征，但下降微小。實踐中鎳鉻電池以-20mV，鎳氫電池以-2mV或規定時間內0mV做為充足的標準。–ΔV及0ΔV是充電特征，也就是說測量的是正充電的電池電壓。ΔV和ΔT/Δt的測量需要1mV級精度的實時連續測量和數據存儲，通用單片機的8位AD轉換器都顯精度不足，多數專業的充電用單片機都是10位AD轉換器。通用運算放大器的輸入失調電壓在2mV之上作鎳氫電池ΔV檢測根本不可能。由于鎳鉻鎳氫電池充足標準不一致，測量的又是正充電的電池電壓所以這個方法主要用在連續或間歇式充電方式對特定配套電池充電中。比如大哥大、高級對講機、高級無繩電動工具的配套充電器。如大哥大配套的摩托羅拉SPN4462A充電座。
5. 電池電壓：最新式的快速充電器采用的充電模式是快充（2-8C）-停充-放電-停充-電壓檢測-再次快充的循環。一般鎳鉻電池剛斷電時的電壓在1.5V但很快降至1.31—1.36V，并且這時的電壓還受充電電流的影響，具體的電壓值還沒有公開資料介紹。市售的所謂微電腦充電器是檢測電池的充電電壓到1.46—1.52V時認定充足，這是很不科學的，往往充電不足，特別是老化的電池其充電電壓往往要達到1.58V以上時才能充足。
6. 時間：時間的測量我們往往感覺不到。但是在智能充電器中時間和充電電壓卻是時時監測和記憶的，如果充電電壓的時間曲線出現異常，會即時做出反映。比如在充電的初期和中期如果電池電壓下降，它會判斷出與充足電時的-ΔV的區別，而做出電池損壞的判定；如果超出正常充電時間，還不出現充足電的電壓和溫度特征；智能充電器都會中止充電報警。補足充電的時間也是根據充電電流和實際充電時間智能決定的。
了解上述知識我們就知道，松下BQ-830不可能是真正的單片機智能充電器
為了實現松下BQ-830充電器的完美改造，首先要推斷出廠家的原始設計意圖，我把自己測繪的原理圖奉獻給大家，以便共同切磋。這個圖可能更容易看懂，但元件值卻可能與你的不一樣，但元件編號卻是不會變的（除非我測繪有誤），這是批量生產的常見情況。
請使用“圖片另存為”保存后放大觀看。紅色的數字是接U1的相關引腳。關于U1各腳的功能及控制充電的方法是我反復用數字萬能表測量后的推斷，與大家共同探討。
我的松下BQ-830充電器改造方案：
方案一： 最簡單實用適用于所有人。
方法：將D9短路，相當于原電路在USB下的工況。與在R32上并聯1K電阻的改造方案效果是一樣的。這時可使用電壓4.4V—6.5V電流500mA的任何電源適配器。使用USB口充電的效果也大大改善。其優點是簡單實用。在正面改造，焊點大不會操作失誤，在背面改造甚至不用焊接，用裸銅線將D9兩端緾在一起即可。至于電源，相信我們淘汰下來的手機充電器大部分都符合上述電壓電流條件。關鍵是插頭的匹配：使用原12V插口，可在電子零件商店購買合適的插頭，替換手機電源的插頭。如果你動手能力不強，建議使用USB延長線改裝，一定記住要使用承插口那端，由于USB口大，很容易焊接，求助任何普通電工都能勝任。
實測電源電壓3.58V時 充電總電流1.72A，折合2個電池時每個860MA
12V電源： 充電總電流2.64A 折合2個電池時每個1320MA
6V電源： 充電總電流2.06A 折合2個電池時每個1030MA
可見適用電源的范圍很大，我建議使用5-6V的電源適配器，這樣安全性大些。
這個方案其實具有一定的商業價值。試想松下BQ-830充電器的賣家經過如此簡單的改造，再配一個插口合適的垃圾手機充電器，產品一定好賣，使用中又很少過熱，應該越來越好賣。所以看了本帖。如果動心還是早下手好。
方案二： 安全簡單實用，提供改善原機缺陷的方法，適用于具有動手能力的人。
網上的朋友采用在R32上并聯電阻的方法來降低充電電流，這個方法有一個缺陷，由于運算放大器U5A已經工作在其輸入電壓范圍的邊緣（0V）進一步降低這個電壓并非明智之選，同時原電路降低電流的控制部分都在此并聯電阻，我們降低了R32的電阻就便得原電路的控制比例降低了，同時選點位置的焊接條件也不好。如果我們在運算放大器的反相端增加電壓，則與在R32上并聯電阻其效果是一樣的，并避免了上述隱患。方案二中的Ra和Rb與原機R36構成分壓為U5A的2腳提供電壓。我的機器R32是10K，Ra選470K與3M3并聯，Rb為330K，開關選用單刀三擲。實測值如下：
上檔：相當接入電阻748K 充電總電流1.77A 相當原機的USB口充電
中檔： 相當未接入電阻 充電總電流2.86A 即是原機的12V充電
下檔：相當接入電阻330K 充電總電流0.5A 增加的補足充電檔
上檔適用充2節3200--2200mAh 4節2400--1000mAh左右的充電電池,充電電流900與450mA
中檔適用充2節3600mAh以上4節3600--1800mAh左右的充電電池，充電電流1400與700mA
下檔為增加的補足充電檔，充電電流250與125mA，當我們用上兩檔充電至第三格后在電池溫度達到40-45度之間時立即撥至下檔進行補足充電，可有效的降低溫度，防止電池損壞。補足充電的時間為10-20分鐘，如果超時仍不顯示充滿，可撥至上檔，一般3-5分鐘即可充滿。這時進入原機的涓流充電狀態。長期涓流充電不會對電池有害，有一定的補足充電作用。
網上的朋友改造方案一般沒有補足充電檔，從上邊的講述知道補足充電是快速充電必不可少的一步，不能忽略。
此方案的缺點是需要人為干預。
增加液晶屏照明的方案： 如果你找不到下述高效LED白光燈，就不要無謂的嘗試。
適用的LED燈在10 mA時應能有強大的白光。普通的飾品、手電用的是低檔的白光燈電流在100mA左右。我用的是在商業裝璜中燈箱采用的12V三聯白光燈，工作電流20mA，拆下一個，以45度角照于液晶中央與頂蓋的縫隙中，效果不錯。正宗液晶屏采用的是背光照明方案，我們學不了。但廢棄液晶屏的照明燈有一部分是LED白光或藍光燈也可采用。用微型白熾燈的由于壽命問題還是不要采用，如果要另加開關控制還不如另配一個微型電筒外部照明實用。貼片LED由于可直接貼裝于液晶屏頂部的玻璃上應該是不錯的選擇，可惜白光的很難找并且需要裝兩個。
LED的接線方法，直接或串電阻接在 3V上似乎不妥，因為 3V是基準電壓，增加負載會使電壓下降或不穩。我是把LED串接在 3V的降壓回路上，這樣不額外消耗任何能源，電流又穩定在10—15mA不需要穩流電阻。實際操作如改裝圖所示，在正面印刷電路上劃斷再串入LED即可。
完美改造方案的探求：
如果在方案二的基礎上實現自動轉入補足充電，改造后的松下BQ-830充電器就是一個完美的快速充電器了。雖非智能但是安全實用價格低廉。在它的原設計功能中是有SLOW慢充功能的，我認為在設計后的搭機實驗中這個功能還能實現，但大規模生產后卻實現不了慢充，并且還不能輕易排除這個故障。如果找到故障原因并成功排除完美改造就可實現。
為此我們需要了解BQ-830的檢測方法，我經反復檢測推敲認為BQ-830的檢測方法是：
充電35秒左右后開始輪流檢測各電池停充后電壓， U1的1腳為充電檢測切換控制，高電位停充。檢測時間 約0.5--1秒（1-4節）。在檢測時間段U1的1腳為高電位，U1的2腳發出一串鋸齒波，同時同步的順序開啟關閉各待檢電池，并根據U2D 14腳電位翻轉的時間來推斷電池的電壓。
在此同時似乎再利用一個脈沖周期同時測出溫度是否超過規定值。從而決定液晶如何顯示；某電池是否充足以及是否進入SLOW（慢充）補足充電
此后又進入下一輪的充電周期。
根據電路分析，測電壓的鋸齒波應該是從1.2V升至1.6V，測溫的鋸齒波應該是從0.47V升至0.69V，也可能是頂部為0.65-0.69V的一個方波。由于我搬家至上海所以現在手頭沒有示波器，煩請有示波器的朋友代為測試一下U1的2腳電壓（測點TP68）。這個鋸齒波每35秒出現一次，鋸齒波數量與充電電池數量相關。不是長佘輝的示波器難以拍照，其實手繪的波型圖更清晰。關鍵是波形各拐點的電壓和時間要測準確，沒有20個回合難以完成。
只有有了這個波型圖改造才會有方向，當然還有一個可能就是U1這個中規模數字集成電路沒有達到設計要求，那就沒有任何可能達到完美改造了。
畫完波型圖的網上朋友請發到我的信箱：
bg518@163.com ,預祝我們共同攜手完成松下BQ-830充電器的完美改造。
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