【導(dǎo)讀】小編嘔心瀝血“遍歷”了度娘，搜羅了所有的經(jīng)典充電電路設(shè)計(jì)，無私奉獻(xiàn)給大家，以后大家要啥跟小編說一聲，小編這里要啥都有，更齊全含金量更高。本文介紹的簡易電池自動(dòng)恒流充電電路具有電路簡單、功能完善、調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，適合無線電愛好者自行制作及高職學(xué)生電子實(shí)訓(xùn)。
1. 手機(jī)萬能充電電路圖
手機(jī)萬能充電電路圖如下：
離子電池以其體積小、容量大、重量輕、無記憶效應(yīng)、無污染、電池循環(huán)充放電次數(shù)多（壽命長）等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已普遍地在手機(jī)上使用。但在實(shí)際使用中有不少人 會(huì)覺得鋰離子電池的壽命很短，用不了多久就充不上電了，其實(shí)都是因?yàn)槌潆姴划?dāng)造成電池的損壞。鋰離子電池充電條件要求嚴(yán)格，充電控制要求精度高，對(duì)過充電 的承受能力差，如果用一般的充電器對(duì)其充電，必定會(huì)因過充電而損壞。因此，鋰離子電池的充電器必須符合鋰離子電池的充電特性要求。
鋰離子電池的充電過程分兩階段進(jìn)行，首要用恒流充電到4.2V+0.05V，即轉(zhuǎn)入4.2V±0.05V恒壓的第二階段充電，恒壓充電電流會(huì)隨著時(shí)間 的推移而逐漸降低，待充電電流降到0.1CmA時(shí)，表明電池已充到額定容量的93%或94%，此時(shí)即可認(rèn)為基本充滿，如果繼續(xù)充下去，充電電流會(huì)慢慢降低 到零，電池完全充滿。恒流充電率為0.1CmA~1.5CmA（CmA：當(dāng)電池額定容量為1000mAh時(shí)，則1.0CmA充電率表示充電電流為 1500mA，依此類推）。標(biāo)準(zhǔn)充電率為0.5CmA，約需2小時(shí)可將電池電壓（放電到3.0V的電池）充到4.2V，再轉(zhuǎn)入恒壓充1小時(shí)左右，即可結(jié)束 充電。整個(gè)充電過程約需3小時(shí)，當(dāng)充電率為1.5CmA時(shí)，第一階段的充電時(shí)間只約需1/2小時(shí)。
元件有：
USB充電電路圖及原理介紹
除直接供電USB器件外，USB更有用的一個(gè)功能是用USB電源進(jìn)行電池充電。由于很多便攜裝置（如MP3播放機(jī)，PDA）與PC交換信息，所以，電 池充電和數(shù)據(jù)交換同時(shí)在一條纜線上進(jìn)行將會(huì)使裝置方便性大大增強(qiáng)。把USB和電池供電功能結(jié)合起來，擴(kuò)大了“非受限”裝置（如移動(dòng)web相機(jī)連接PC或不 連接 PC工作）的工作范圍。在很多情況下，不必?cái)y帶不方便的AC適配器。
從USB對(duì)電池充電可以復(fù)雜也可以簡單，這取決于USB設(shè)備要求。對(duì)設(shè)計(jì)有影響的因素通常是“成本”、“大小”和“重量”。其它重要的考慮包括：1） 當(dāng)設(shè)備插入到USB端口時(shí)，帶放電電池的設(shè)備能夠以多快的速度進(jìn)入完全工作狀態(tài)；2）所允許的電池充電時(shí)間；3）受USB限制的電源預(yù)算；4）包含AC適 配器充電的必要性。本文從電源觀點(diǎn)詳述USB之后，將針對(duì)這些問題給出解決方案。
圖2 USB器件插孔
圖3 從USB簡單充電100mA和從AC適配器充電350mA不需要枚舉，這是因?yàn)閁SB充電電流不超過“一個(gè)單元負(fù)載”（100mA）。3.3V系統(tǒng)負(fù)載總是從電池汲取電流。
USB電源
所有主機(jī)USB設(shè)備（如PC和筆記本電腦）至少可以供出500mA電流或每個(gè)USB插口提供5個(gè)“單元負(fù)載”。在USB述語中，“一個(gè)單元負(fù)載”是 100mA。自供電USB插孔也可以提供5個(gè)單元負(fù)載?？偩€供電USB插孔保證提供一個(gè)單元負(fù)載（100mA）。根據(jù)USB規(guī)范和圖1的說明，在纜線外設(shè) 端，來自USB主機(jī)或供電插孔的最小有效電壓是4.5V，而來自USB總線供電插孔的最小電壓是4.35V。這些電壓在為鋰離子電池充電時(shí)（一般需要 4.2V），其余量是很小的。
插入U(xiǎn)SB端口的所有設(shè)備開始汲取的電流不得大于100mA。在與主機(jī)通信后，器件可決定它是否可以占用整個(gè)500mA。
USB外設(shè)包含兩個(gè)插孔中的一個(gè)。兩個(gè)插孔都比PC和其他USB主機(jī)中的插口要小。“SeriesB“和更小的“Series Mini-B”插孔示于圖2。從SeriesB的引腳1（+5V）和4（地）和Series Mini-B的引腳1（+5V）和5（地）得到電源。
一旦連接，所有USB設(shè)備需要主機(jī)對(duì)其加以識(shí)別。這稱之為“枚舉”。在識(shí)別過程中，主機(jī)決定USB設(shè)備的電源以及是否為其供電，對(duì)于被認(rèn)可的設(shè)備可以將負(fù)載電流從100mA增大到500mA。
簡單的USB/AC適配器充電電路
某些非?；镜脑O(shè)備不希望額外的軟件開銷，此開銷對(duì)有效USB電源的分類和最佳使用是需要的。若設(shè)備負(fù)載電流限制到100mA（在USB中稱之為“一 單元負(fù)載”），則任何USB主機(jī)、自供電插孔可以對(duì)設(shè)備供電。對(duì)于這樣的設(shè)計(jì)，一個(gè)非?；镜某潆娖骱头€(wěn)壓器電路示于圖3。
每當(dāng)器件連接USB或插入AC適配器時(shí)，此電路就為電池充電。在同一時(shí)間，系統(tǒng)負(fù)載總是連接到電池，在這樣的情況下，通過簡單的線性穩(wěn)壓器（U2）可 提供高達(dá)200mA電流。若系統(tǒng)連續(xù)地汲取這樣的電流量而電池正在以100mA電流從USB充電，則電池仍將放電，這是由于負(fù)載電流超過了充電電流。在大 多數(shù)的小系統(tǒng)中，峰值負(fù)載只發(fā)生在總工作時(shí)間的一小部分時(shí)間內(nèi)，所以只需要平均負(fù)載電流小于充電電流，電池仍將充電。當(dāng)連接AC適配器時(shí)，充電器（U1） 最大電流增加到350mA。若在同一時(shí)間連接USB和AC適配器，則AC適配器自動(dòng)處于優(yōu)先供電的地位。
U1 的一個(gè)特性是USB規(guī)范所要求的（也是一般充電器的法則），即決不允許電流從電池或其他電源輸入回饋到電源輸入。在一般充電器中，用輸入二級(jí)管可保證做 到，但最小的USB電壓（4.35V）和所需的鋰離子電池電壓（4.2V）之間的差值很小，甚至用肖特基二極管也是不合適的。基于此原因，在U1 IC中斷開全部反向電流通路。
圖 3的電路有一些局限性，使它不適于一些可充電的USB設(shè)備。最明顯的局限性是其相當(dāng)?shù)偷某潆婋娏?，使得?duì)大于幾百毫安一小時(shí)的鋰離子電池充電耗費(fèi)時(shí)間很 長。第二個(gè)局限是負(fù)載（線性穩(wěn)壓器輸入）總連接到電池。在這種情況下，系統(tǒng)不能夠在插入后立即工作，這是因?yàn)殡姵厣疃确烹?，在電池達(dá)到一個(gè)足夠的電壓使系 統(tǒng)工作之前有一段延遲時(shí)間。
負(fù)載切換和增強(qiáng)型電路
在更先進(jìn)的系統(tǒng)中，充電器或圍繞充電器需要一些增強(qiáng)性能。這包括可選擇的充電電流以適應(yīng)不同電源或電池的供電能力，插入電源時(shí)的負(fù)載切換以及過壓保護(hù)。圖4所示電路增加了這些功能，它是借助于充電器IC電壓檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)的外部MOSFET實(shí)現(xiàn)的。
MOSFET Q1和Q2以及二極管D1和D2旁路電池，直接連接有效（USB或AC適配器）電源輸入與負(fù)載。當(dāng)電源輸入有效時(shí)，DC輸入具有優(yōu)先地位；U1防止在同一 時(shí)間兩個(gè)輸入都有效。二極管D1和D2防止通過“系統(tǒng)負(fù)載”電源通路產(chǎn)生的輸入之間的反向電流，而充電器具有內(nèi)置電路排除通過充電通路（在BATT）的反 向電流。
MOSFET也提供AC適配器過壓保護(hù)（高達(dá)18V）。欠/過壓監(jiān)控器使AC適配器電壓只在4V和6.25V之間。
MOSEFT Q3在不存在有效外部電源時(shí)導(dǎo)通，使電池連接到負(fù)載。當(dāng)USB或DC電源連接時(shí)，PON（電源開關(guān)）輸出立即斷開Q3，使電池與負(fù)載斷開。系統(tǒng)在加外部電源時(shí)能立即工作，既使電池深度放電或損壞也能立即工作。
當(dāng)連接USB時(shí)，USB器件與主機(jī)通信決定負(fù)載電流是否可以增加。若主機(jī)允許，負(fù)載開始在一個(gè)單元負(fù)載并增加到5個(gè)單元負(fù)載。５到1個(gè)單元負(fù)載的電流 范圍對(duì)于一般充電器（不是設(shè)計(jì)用于USB）來說存在一個(gè)問題。一般充電器的精度，盡管可滿足高電流要求，但通常在低電流設(shè)置方面不能滿足要求，這是由于電 流檢測(cè)電路的偏差造成的。其結(jié)果是小范圍充電電流（1個(gè)單元負(fù)載）必須設(shè)置得足夠低，以保證不會(huì)超過100mA限制。例如，對(duì)于500mA的10%精度而 言，輸出必須設(shè)置為450mA，以保證它不會(huì)超過500mA。這僅僅是可接受的；然而，為了保證低充電電流不超過100mA ，其額定電流必須設(shè)置為50mA，而最小值可能是0mA，這顯然是不可接受的。若USB充電在兩個(gè)范圍都有效，則需要有足夠的精度，使得最大可能的充電電 流不超過USB限值。
在某些設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)電源要求用小于500mA USB預(yù)算分別供電負(fù)載和充電電池是做不到的，但用AC適配器就不成問題。圖5所示電路（圖4的簡化子系統(tǒng)）是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的連接方法。USB電源不直接接到 負(fù)載。充電和系統(tǒng)工作仍然發(fā)生在USB電源，但系統(tǒng)保持與電池的連接，其限制和圖3一樣：在連接USB時(shí)，若電池深度放電，則系統(tǒng)可以在工作前有一段延 遲。若連接DC電源，則圖5工作狀態(tài)與圖4相同，無等待時(shí)間，與電池狀態(tài)無關(guān)，這是因?yàn)镼2截止，通過D1系統(tǒng)負(fù)載從電池轉(zhuǎn)到DC輸入。
3. 鎳氫電池充電電路
盡管鋰離子電池能為大多數(shù)便攜裝置提供最好的性能，但NiMH（鎳氫）電池仍然是低成本設(shè)計(jì)的可行選擇。在負(fù)載要求不是太嚴(yán)格時(shí)，保持低成本的一個(gè)好 方法是用NiMH電池。這需要一個(gè)DC-DC變換器升壓，一般從1.3V電池電壓提升到器件可用的電壓（一般為3.3V）。由于任何電池供電器件需要穩(wěn)壓 器，所以，DC-DC變換器僅僅是一個(gè)不同的穩(wěn)壓器。
圖6所示電路，用獨(dú)特的方法為NiMH電池充電，并且不用外部FET在USB輸入和電池之間切換系統(tǒng)負(fù)載。“充電器”實(shí)際上是一個(gè)工作在電流限制下的 DC-DC升壓變換器（U1）。以300和400 mA之間的電流為電池充電。盡管沒有精密的電流源，但它具有適當(dāng)?shù)碾娏骺刂?，甚至在電池短路時(shí)也能夠保持電流控制。DC-DC充電拓?fù)湎鄬?duì)于一般線性方案 的最大優(yōu)勢(shì)是能有效地利用有限的USB電源資源。在以400mA電流NiMH電池充電時(shí)，電路從USB輸入僅汲取150mA。而充電時(shí)剩余350mA用于 系統(tǒng)。
二極管D1實(shí)現(xiàn)從電池到USB的負(fù)載拉出。不連接USB時(shí)，升壓變換器產(chǎn)生3.3V輸出。連接USB時(shí)，D1上拉DC-DC升壓變換器（U2）輸出到 4.7V左右。當(dāng)U2輸出上拉時(shí)，它自動(dòng)關(guān)閉而從電池汲取的電流小于1mA。在USB連接時(shí)，若對(duì)于輸出從3.3V變換到4.7V不能接受，則可以加入一 個(gè)與D1串聯(lián)的線性穩(wěn)壓器。
此電路的限制是依靠系統(tǒng)來控制充電結(jié)束。U1僅僅做為一個(gè)電流源，若長期不管它，它將會(huì)過充電電池。R1和R2置U1的最大輸出電壓為2V，做為安全 限值。
“Charge Enable”（“充電使能”）輸入起到系統(tǒng)結(jié)束充電作用以及枚舉前降低USB負(fù)載電流的作用，這是由于充電器的150mA輸入電流大于一個(gè)負(fù)載。
圖5 簡單的設(shè)計(jì)使USB電源不直接接到負(fù)載，而是由DC輸入到負(fù)載。當(dāng)USB連接時(shí)，系統(tǒng)仍然由電池供電，而電池也正在充電。
4. 5V-USB充電器充電電路圖
本電路雖然元件少，但是還設(shè)計(jì)有過流過載短路保護(hù)功能。當(dāng)負(fù)載過載或者短路時(shí)，Q1的集電極電流大增，而Q1的發(fā)射極電阻R1會(huì)產(chǎn)生較高的壓降，這個(gè) 過載或者短路產(chǎn)生的高電壓會(huì)經(jīng)過R3讓Q2飽和導(dǎo)通，從而讓Q1截止停止輸出防止過載損壞。因此，改變R1的大小，可以改變負(fù)載能力，如果要求輸出電流 小，例如只需要輸出5V100MA，可以將R1阻值改大。當(dāng)然，如果需要輸出 5V500MA的話，就需要將R1適當(dāng)改小。注意：R1改小會(huì)增加燒壞Q1的可能性，如果需要大電流輸出，建議更換13003、13007中大功率管。
C4、R5、D5起什么作用呢？T1變壓器是電感元件，Q1工作在開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)Q1截止時(shí)，會(huì)在集電極感應(yīng)出很高的電壓，這個(gè)電壓可能高達(dá)1000伏 以上，這會(huì)使Q1擊穿損壞，現(xiàn)在有了高速開關(guān)管D5，這個(gè)電壓可以給C4充電，吸收這個(gè)高壓，C4充電后可以立即通過R5放電，這樣Q1不會(huì)因集電極的高 電壓擊穿損壞了，因此，這三個(gè)元件如有開關(guān)或者損壞，Q1是非常危險(xiǎn)的，分分秒秒都可能會(huì)損壞。
5. 鎳氫電池智能充電電路原理
鎳氫電池智能充電電路原理
單只鎳氫電池電壓為1.25V，充電時(shí)最高為有 1.55V，它不宜使用高于3V的直流電源為其充電。將電源變壓器輸出為交流3.5V的雙繞組作全橋整流可得到正負(fù)3.5V直流電，以負(fù)端輸出作為零電 平，中點(diǎn)即成為+3.5V可作給鎳氫電池充電的直流電源，正端輸出則成為+7V可作控制電路的工作電源。非滿載輸出狀況時(shí)，中點(diǎn)電平約為4.9V，正輸出 端約為9.8V。滿載輸出狀況時(shí)，中點(diǎn)電平為3V，正輸出端約為7.9V。控制電路所使用的COMS門電路CC4093和通用四運(yùn)放LM324均可在 6V～12V之間正常工作。
參見原理圖，U1是內(nèi)置電壓比較器的穩(wěn)壓集成電路TL431，可提供2.5V精密基準(zhǔn)電壓。經(jīng)R7～R10四只電阻串聯(lián)分壓，分別為U2a、U2b、 U2c三只電壓比較器提供1.54V、1.25V、1.15V比較電壓。U2a的負(fù)輸入端與U2b、U2c的正輸入端共同接在鎳氫電池正端上，對(duì)電池兩端 電壓進(jìn)行檢測(cè)。電池電壓高于1.54V時(shí)U2a輸出低電平，電池電壓低于1.54V時(shí)U2a輸出高電平；電池電壓高于1.25V時(shí)U2b輸出高電平，電池 電壓低于1.25V時(shí)U2b輸出低電平；電池電壓高于1.15V時(shí)U2c輸出高電平，電池電壓低于1.15V時(shí)U2c輸出低電平。U2d的負(fù)輸入端接在 2.5V基準(zhǔn)電壓上，正輸入端通過R24電阻接中點(diǎn)電源上。與此同時(shí)，U2d正輸入端通過C3電容接在鎳氫電池正端上，在沒有放入電池或通電數(shù)秒種 后，U2d輸出高電平。
如果放入的是放完電的電池，U2c將檢測(cè)出電池兩端電壓低于1.15V，輸出低電平。在U2d尚輸出低電平的時(shí)候，由與非門U3c、U3d組成的RS觸發(fā) 器將被置成U3c與U3d都輸出高電平。但在1秒鐘后，U3d改為輸出低電平，U3c繼續(xù)保持輸出高電平。發(fā)光管LED3發(fā)綠光指示電池需要充電。此 時(shí)，U2b輸出低電平使U3a輸出高電平，U3b輸出低電平，功率場(chǎng)效應(yīng)管BG2截止。但U3c輸出高電平使BG1導(dǎo)通，經(jīng)R2提供約100mA電流和經(jīng) 過R1的30mA電流一起給電池作小電流充電。電池開始充電后，在電池電壓高于1.15V、低于1.25V期間，U2c的輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為高電平。但 U3c、U3d的輸出狀態(tài)保持不變，U3c繼續(xù)輸出高電平，BG1導(dǎo)通。因U2b的輸出狀態(tài)還是低電平使U3a輸出高電平，U3b輸出低電平，功率場(chǎng)效應(yīng) 管BG2截止。仍然只經(jīng)R2提供約100mA電流和經(jīng)過R1的30mA電流一起給電池作小電流充電。
經(jīng)過一段時(shí)間小電流充電后，電池電壓高于1.25V、低于1.54V，電壓比較器U2a、U2b都輸出高電平，此時(shí)U3c也繼續(xù)輸出高電平，從而使U3a 輸出低電平，U3b輸出高電平，功率場(chǎng)效應(yīng)管BG2導(dǎo)通，經(jīng)R3提供不小于500mA電流和經(jīng)過R2提供的100mA電流以及經(jīng)過R1提供的30mA電流 一起給電池作大電流充電。此時(shí)LED1發(fā)綠光顯示正處于大電流充電狀態(tài)，LED3綠發(fā)光管熄滅。發(fā)光管LED2也熄滅。
在經(jīng)過一段時(shí)間大電流充電，電池已經(jīng)充足電，電池電壓高于1.54V時(shí)，U2a輸出低電平使U3a輸出高電平，U3b輸出低電平，功率場(chǎng)效應(yīng)管BG2截 止。LED1熄滅，LED2發(fā)光。與此同時(shí)，U3b從高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，將通過C2電容和R13構(gòu)成的微分電路將U3d輸入端短暫置為低電平，從而使 U3b輸出端從低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。LED4發(fā)光顯示電池已經(jīng)充足電。U3a的輸出端隨之從高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，LED3熄滅，BG1也截止，只有經(jīng)過 R1的30mA電流繼續(xù)給電池充電。若繼續(xù)進(jìn)行涓流充電，電池電壓將從1.55V降低至1.5V，U2a與U2b的輸出端都將輸出高電平，但此時(shí)U3a輸 入端已經(jīng)被U3c封鎖只能輸出高電平，U3b輸出低電平，功率場(chǎng)效應(yīng)管BG2繼續(xù)保持截止，只有經(jīng)過R1的30mA電流繼續(xù)給電池作涓流充電。
取出電池后或在沒有放入電池的狀況下接通電源，連接電池正端的E點(diǎn)電平為中點(diǎn)電位高于1.55V，U2a輸出低電平，BG3截止，LED3和LED4都不 發(fā)光。此時(shí)U3a輸出高電平，U3b輸出低電平，LED2發(fā)紅光指示電路處于通電工作狀態(tài)，LED1不發(fā)光。再放入電池，即刻重復(fù)上述自動(dòng)檢測(cè)充電過程。
其中，LED1與LED2、LED3與LED4可分別合用一只雙色發(fā)光管。接通電源后，LED1與LED2總有一只發(fā)光。LED3與LED4必須放有電池才發(fā)光，因此可以判斷電池是否放入并且沒發(fā)生接觸不良現(xiàn)象。
CC4093是帶斯密特觸發(fā)器的四2與非門，因其不易買到，可用普通四2與非門CD4011替代。
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6. 7805恒流充電電路
7805恒流充電電路
圖中是一款采用三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器7805作 為恒流源的恒流充電器電路圖，可以為兩節(jié)鎳氫充電電池充電，充滿后指示燈自動(dòng)熄滅。
(1)．電路工作原理。
充電器電路由整流電源、恒流源、充電指示電路等部分組成。①集成穩(wěn)壓器7805與R4、R5、R6、R7分別構(gòu)成50mA、 100mA、150mA、200mA恒流源，由開關(guān)S進(jìn)行選擇，以適應(yīng)不同容量電池充電電流的需要。兩節(jié)1.2V鎳氫充電電池串聯(lián)接人電路進(jìn)行充電，二極 管VD6的作用是防止被充電池電流倒灌。②晶體管VT1、VT2、發(fā)光二極管VD5等組成充電指示電路，充電開始時(shí)，因?yàn)楸怀潆姵仉妷汉艿停瑅D6正極電 位也較低，不足以使VT2導(dǎo)通，VT2截止，VT1導(dǎo)通，VD5發(fā)光指示正在充電。隨著充電的進(jìn)行，VD6正極電位逐步上升。當(dāng)被充電池充滿電時(shí)，VT2 導(dǎo)通，使VT1截止，VD5熄滅。③變壓器T、整流橋VD1～VD4、濾波電容C1等組成整流電源，為充電電路提供約12V的直流電源。
(2)．調(diào)試與使用。
主要調(diào)試充電指示燈的熄滅電壓。1.2V鎳氫充電電池剛充滿電時(shí)約為1.4V，因此可用1.4V直流電壓暫接入被充電池位置，調(diào)節(jié)R3使 VD5剛剛熄滅。也可裝上兩節(jié)放完電的鎳氫充電電池，用10小時(shí)率常規(guī)電流充電14～16小時(shí)后，調(diào)節(jié)R3使VD5剛剛熄滅。使用時(shí)一般用10小時(shí)率電流 充電，例如，對(duì)于500mA左右的鎳氫充電電池，將S置于50 mA擋進(jìn)行充電；對(duì)于1000mAh左右的鎳氫充電電池，將S置于100mA擋進(jìn)行充電；對(duì)于1500mAh左右的鎳氫充電電池，將S置于150mA擋進(jìn) 行充電；對(duì)于2000mAh左右的鎳氫充電電池，將S置于200mA擋進(jìn)行充電。充電時(shí)指示燈VD5亮，當(dāng)VD5熄滅時(shí)表示電已充滿。
7. 3.6V鏗離子電池充電電路
PS1719 模塊專用于3.6V 鏗離子電池充電，也可用于二節(jié)煤鍋或保氫電池充電。
典型應(yīng)用電路如下圖 所示..
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8. 超級(jí)電容充電電路
超級(jí)電容充電電路
9. 脈沖式快捷充電電路
這款快速充電電路，采用脈沖充電方式，充、放電時(shí)間為5：1。具有功耗低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，非常適合電動(dòng)自行車的充電。
脈沖式快捷充電電路的原理圖見下圖所示。電路主要由十進(jìn)位計(jì)數(shù)器CC4017、脈沖計(jì)頻器、比較器LM358、充電管Q5、放電管Q6等組成，如圖1 所示。由圖可知，由NE555時(shí)基電路構(gòu)成脈沖形成電路，R^、Rn、CA為充、放電電路，也決定脈沖的振蕩頻率，充電周期為 Tl=0.693CA(RA+RB)，放電周期T2=0.693CARB．輸出級(jí)能提供低輸出阻抗，最大輸出電流可達(dá)200mA。其NE555③腳輸出一 脈沖方波送到十進(jìn)位計(jì)數(shù)器／脈沖計(jì)頻器CC4017的(14)腳，使CC4017的十個(gè)譯碼輸出端輪流輸出高電平。當(dāng)CC4017①～⑤腳輸出高電平 時(shí)，Q4、Q5導(dǎo)通，直流電壓通過05與R充電對(duì)電池(BAT--TERY)進(jìn)行大電流充電，充電電流可通過R充電的數(shù)值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
當(dāng)⑥腳和⑦腳輸出高電平時(shí)，os和Q6因沒有驅(qū)動(dòng)電平而截止，電池兩端電壓通過R7、F9構(gòu)成的分壓回路送到由LM358組成的比較器的反相輸入端。同相 輸入端由穩(wěn)壓管D9提供一基準(zhǔn)電壓值，對(duì)電池電壓進(jìn)行比較。當(dāng)CC4017⑨腳輸出高電平時(shí)，Q6導(dǎo)通，電池電壓通過R放電電阻放電，放電電流可通過放電 電阻的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)(10)腳與(11)腳輸出高電平時(shí)，電路進(jìn)入電池電壓檢測(cè)階段，Q3截止，運(yùn)放LM358的反相輸入端電壓與電池電壓相等，通過 與基準(zhǔn)電壓比較，可檢測(cè)這時(shí)的電池電壓是否已充到預(yù)定基準(zhǔn)值。
在充、放電過程中，Q3導(dǎo)通使LM358的反相輸入端電壓為零，其輸出高電平使Q1、Q2導(dǎo)通，為集成塊CC4017和NE555供電。當(dāng)電池電壓充至額 定基準(zhǔn)值時(shí)，LM358輸出低電平，Q1、Q2截止，充電過程結(jié)束。充電時(shí)LED1點(diǎn)亮，充電結(jié)束后LED1熄滅。調(diào)整充、放電周期Tl和T2中的 RC數(shù)值，可調(diào)整脈沖充、放電的時(shí)間比。也可以通過調(diào)整CC4017的十個(gè)譯碼輸出端與充、放電管Q5、Q6連接方式來調(diào)整充、放電的時(shí)間比，例如：去掉 二極管Dl，則充電管Q5導(dǎo)通的時(shí)間由原來的5個(gè)減至4個(gè)，即充、放電時(shí)間比由原來的5：1減至4：1，因此調(diào)整起來非常方便。LDE2為電源指示燈。
下圖中各元件參數(shù)見下表所示。電阻未注明瓦數(shù)的為1/2～1W，穩(wěn)壓管D9的穩(wěn)壓值為6V，變壓器Tl變比為220V/20V、15V，保證對(duì)16V 以內(nèi)的蓄電池進(jìn)行充、放電。電感Ll為空芯電感線圈，電感量為O.lmH，二極管Dl0可選用任何型號(hào)整流管，額定電流為2A即可，D11為 1N4001。
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10. 簡易電池自動(dòng)恒流充電電路
引言
隨著數(shù)碼行業(yè)的爆破性增長，市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來越多的高科技數(shù)碼產(chǎn)品，這些都離不開充電電池，尤其是鎳氫充電電池是目前大容量電池的主要品種，已在通 訊、交通、電力等部門得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)它也是其它智能儀表中最為常用的備用電池，而電池又離不開充電器，本文在此介紹一種基于分立元件構(gòu)成的電池自動(dòng) 恒流充電電路，重點(diǎn)闡述了電路的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及電路的調(diào)節(jié)。
(1) 電路總體設(shè)計(jì)思路
簡易電池自動(dòng)恒流充電電路的總體框圖如圖1所示。它是由變壓器整流電路、恒流產(chǎn)生電路、自動(dòng)斷電電路、顯示電路和電源電路5部分構(gòu)成。
變壓器整流電路的功能是將公共電網(wǎng)中的220V交流電轉(zhuǎn)換為合適的電流和電壓信號(hào)，從而為后續(xù)電路提供信號(hào)。恒流產(chǎn)生電路的功能是利用晶體管電流源為 電路產(chǎn)生恒定的充電電流。自動(dòng)斷電電路的功能是利用三極管飽和導(dǎo)通時(shí)的電壓特性，從而實(shí)現(xiàn)電路當(dāng)電池充滿電時(shí)能夠自動(dòng)切斷電源。顯示電路的功能是利用發(fā)光 二極管將電路開始充電和結(jié)束充電的狀態(tài)顯示出來。穩(wěn)壓電源電路的功能是為上述所有電路提供直流電壓。
(1．1) 變壓器整流電路及電源電路的設(shè)計(jì)
變壓器整流電路和穩(wěn)壓電源電路(如圖2虛線左邊所示)，其主要由變壓器、二極管橋式電路、電容構(gòu)成。其中變壓器采用常規(guī)的鐵心變壓器，并將公共電網(wǎng)中 的 220 V交流電變?yōu)?2 V交流電，再通過二極管橋式電路進(jìn)行整流和電容C1濾波。整流信號(hào)由VC1引出。在此基礎(chǔ)上再接三端穩(wěn)壓器CW7812及電容C3、C4(如圖2虛線右邊 所示)，這樣整個(gè)電路就構(gòu)成穩(wěn)壓電源電路。由B點(diǎn)提供+12 V的直流電壓。
(1．2) 恒流電路的設(shè)計(jì)
如圖3所示，由穩(wěn)壓管VZ1、晶體管VT1、電阻R1、電容C2構(gòu)成的晶體管電流源提供恒定電流，取穩(wěn)壓管電壓為5 V，R1為51 Ω，此時(shí)IC≈1OO mA，作為電路的充電電流。
如圖4電路所示，自動(dòng)斷電電路是由三極管VT2、電壓跟隨器A1、電壓比較器A2電阻R4、R5、R6、R7、R8、R11和可變電阻RP1構(gòu)成。當(dāng) 充電開始時(shí)，電壓比較器輸出高電平，VT2導(dǎo)通，VT1也導(dǎo)通，指示燈發(fā)光二極管亮，給電池充電?？梢韵仍O(shè)定轉(zhuǎn)換開關(guān)為1時(shí)給一節(jié)電池充電，轉(zhuǎn)換開關(guān)為2 時(shí)給二節(jié)電池充電，依次類推，實(shí)現(xiàn)對(duì)1-4節(jié)電池充電。當(dāng)電充滿時(shí)，電壓比較器輸出低電平，VT2截止，VT1不導(dǎo)通，發(fā)光二極管熄滅，充電完畢。
(2．1) 簡易充電器總電路原理圖
簡易電池自動(dòng)恒流充電電路的總電路圖如圖5所示。它是由變壓器整流電路、恒流產(chǎn)生電路、充電檢測(cè)電路、顯示電路和電源電路5部分構(gòu)成。總電路圖中需要注意的是各個(gè)單元電路之間的連接一定要準(zhǔn)確，同時(shí)各部分的布局要合理。
本設(shè)計(jì)用的元件清單如表1。
