THALESDVOR4000设备锂电池的技术改造 摘要 目前,我国已有7000多套THALES生产的DVOR4000设备在使用由于当初的产品设计原因,在DVOR设备中,有两个模块MSG-C、 MSP-D使用了3.6伏的SL-389锂电池作为设备参数存储的电平支持,它类似于电脑里的BIOS电池,用于模块中CPU的参数储存z支持电平但由于此电池的使用寿命有限,一般往往只能使用一到两年,电池电量便会消耗完毕,使得设备经常因为参数丢失而造成设备换机或关机故障因此,在平常的维护中,需要经常更换这个电池但由于在模块中安装的锂电池(LITHIUM),都是采用焊接的方式进行安装(如图1) (图1)电池安装方式VS 损坏的电路板 因此,每次更换需要采用电烙铁,小心翼翼地把它焊下来更换,又焊接上去因此跟该电池的更换带来不少麻烦,会产生以下几个问题:1、锂电池怕高温但由于焊接的方式连接往往在安装过程中焊接时间过长,会使电池的内部温度升高,从而影响锂电池的性能和使用寿命2、由于电池SL-389安装方式为三个引脚焊接,在多次焊接后,电路板上的铜箔会焊坏起翘,(如图1)。
从而损坏整个板件这两个板间也相当昂贵(一个板件可能也需要两三千美元)3、板件损坏也会影响设备的完整性和保障能力,从而降低了设备完好率影响导航信号有效与安全4、由于这个型号的电池目前国内使用量不多,所以购买也比较麻烦、困难而且往往买到的电池都是生产时间过久的,使电池的性能及使用寿命也大大降低了 鉴于以上几点,便设想将其进行技术改造关键字 THALES DVOR设备 SL-389电池 锂电池 技术改造 TP4057集成块一、技术改造原因几年前,我们已经对这个问题曾经进行过一次技术改造(技改文章发表在《军民两用技术与产品》2018.07下期上),使用纽扣电池及电池架的安装方式这样的改造只是解决了电池更换是需要焊接的问题,更换变得方便快捷但是由于纽扣电池的容量比较小,往往使用时间很短,一般在9到12个月左右就需要进行更换因此也需要经常将MSG-C、MSP-D模块板件拆卸进行更换所以考虑使用一种可以充电的锂电池进行充电,以保持电池容量显然,这个方案是可行的目前市场上已经有很多可以使用的充电的3.6V纽扣锂电池及锂电池充电模块可以运用加以组合改造锂电池的应用方式常成熟的锂电池充电集成电路,而且电路体积也很小。
这样的话,只要使用可充的纽扣锂电池,在其使用寿命之内,就不需要对其进行更换,这样大大增加了电池的使用寿命也就是说,基本上不需要经常更换锂电池了二、技术改造方案目前在市场上有大量的锂电池充电集成块可以选用经过筛选,我们可以选择TP4057——500毫安的锂电池充电模块它具有体积小外围电路少等特点,而且充电电流可以任意调节,充放电的状态有led灯显示:在充电当状态下红灯亮,充满电量后显示绿灯;电流的大小可以通过电阻来改变;充电电流可以从50毫安到500毫安设定下面是TP4057的应用电路图 (如图2)( 图2)电路原理图TP4057 是一款完整的单节锂离子电池带电池正负极反接保护采用恒定电流/恒定电压线性充电器其SOT 封装与较少的外部元件数目使得TP4057 成为便携式应用的理想选择由于采用了内部PMOSFET 架构,加上防反充电路,所以不需要外部检测电阻器和隔离二极管热反馈可对充电电流进行调节,以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制充电电压固定于4.2V,而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10 时,TP4057 将自动终止充电循环。
TP4057产品主要特点:1. 锂电池正负极反接保护;2. 高达500mA 的可编程充电电流;3、无需MOSFET、检测电阻器或隔离二极管;4、用于单节锂离子电池锂电池充电电流可达500毫安,充电电流与Rprog电阻大小关系:充电电流500mA400mA 300mA200mA100mA 50mARprog电阻阻值1.6k2k3k5k10k20k三、器件的制作由于在我们的设备工作状态中,由于电池的工作电流相对很小过可以选择充电电流为50毫安这一档,电阻选择20K锂电池选用LIR2032型可充锂电池以下是制作模块示意图结构图(如图3)( 图3) 结构示意图 ( 图4)制作完成的实物图与SL-389( 图5) 印刷电路板图 按照原理图制作印刷线路板(如图5),,进行安装制作引脚尺寸与距离与SL-389电池一样,以便于在电路板中安装使用图4是制作好的成品与SL-389电池的对比照片将制作好的电池模块,安装到THALES DVOR MSG-C 、MSP-D模块中,将+5v的连线端接到SMG-C、MSP-D模块的+5V端这样电池就实现了有效、长久的使用了结束语 经过这样的改造,设备电池的使用寿命可以大大的延长,无需经常更换电池,从而提高设备的保障能力,提高设备的完好率,减少设备人为损坏的几率,减轻保障人员的工作负荷。
参考文献1. 《THALES DVOR 维护保养手册》2. 《新型常用集成电路速查手册》赵文博 编著 -全文完-。