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1、自制镍氢电池充电器电路图 文介绍的自制充电器用 LM324 的 4 个运算放大器作为比较器，用 TL431 设置电压基 准，用 S8550 作为调整管，把输入电压降压，对电池进行充电，其原理电路见图。其特点 是电路简单、工作可靠、无需调整、元器件容易购买等，下面分几个部分进行介绍。1.基准电压 Vref 形成外接电源经插座 X、二极管 VD1 后由电容 C1 滤波。VD1 起保护作用，防止外接电源 极性反接时损坏 TL431。R3、R4、R5 和 TL431 组成基准电压 Vref，根据图中参数 Vref= 2.5(100+820)820=2.80(v)，这个数据主要是针对镍氢充电电池而设计(
2、单节镍氢充电电 池充满后电压约为 1.40V)。2.大电流充电(1)工作原理接入电源， 电源指示灯 LED(VD2)点亮。装入电池(参考图片，实际上是用导线引出 到电池盒， 电池装在电池盒中)，当电池电压低于 Vref 时，IC1-1 输出低电平，VT1 导通， 输出大电流给电池充电。此时，VT1 处于放大状态-这是因为电池电压和-VD4 压降的和约 为 3.2V(假设开始充电时电池电压约为 2.5V)，而经 VD1 后的电压大约 5.OV，所以，VT1 的发射极集电极压差远大于 0.2V，当充电电流为 300mA 时，VT1 发热比较严重，所以 最好用 PT=625mW 的 S8550，或者
3、适当增大基极电阻以减小充电电流(注：由于 LM324 低 电平驱动能力较小，实测 IC1-2，IC1-4 输出低电平并不是 0V，而是约为 0.8V)。(2)充电的指示首先看 IC1-3 的工作情况：其同相端 1O 脚通过 R13 接 Vref,R14 接成正反馈，反相端 9 脚外接电容，并有一负反馈通路，所以，它实际上构成了滞回比较器。刚开始时 C2 上端 没有电压，则 IC1-3 输出高电平。这个高电平有两个放电通路，一个通路是通过 R14 反馈 到 10 脚，另一通路是经电阻 R15 对电容 C2 充电，当充电的电压高于 10 脚电压 V+ 时， 比较器翻转输出低电平；与此同时，由于 R
4、14 的反馈作用，10 脚电压立即下跳到 V-，这 时，电容 C2 通过电阻 R15 放电，当放电的电压小于 10 脚电压 V-时，比较器再次翻转输 出高电平， 由于 R14 的反馈作用，10 脚电压立即上跳到 V+，此后电路一直重复上述过程， 因此，IC1-3 的输出为频率固定的方波信号。其次看 IC1-4 的工作情况：电池电压经 R2、R16 分压，接 IC1-4 的 12 脚，因为 R2R16，所以输入 IC1-4 的 12 脚电压基本上略低于电池电压，显然它更低于其 l3 脚电压 因此，IC1-4 输出稳定的低电平。结合上面的讨论，我们可 以看出，加在 R12 和 VD 3 通路一端为
5、频率固定的方波电压，另一端为稳定的低电平，因 此，发光二极管 VD3 会周期性点亮，给人一闪一闪的感觉。最后看 IC1-1 的工作情况：当 IC1-2 输出低电平时，显然 IC1-1 的 3 脚为低电平，而其 2 脚通过 R1 接 Vref 所以，IC1-1 也输出低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，R11 和 VD5 两端电压差为零，因此，VD5(饱和指示)不能点亮!另外，由于 IC1-1 输出低电平，无论 IC1-3 的 9 脚电压如何变化(电容充、放电在该脚 形成三角波电压)都不会受 IC1-1 输出的影响 因为 IC1-3 的 9 脚电压(要么高到 V+ ，要 么低到 V-)始终高于
6、 IC1-1 的输出，VD6 反偏截止!所以，这种状态下，三只指示灯的工作 情况分别为：VD2 点亮，指示电源正常；VD3 闪烁，指示电池充电正常；VD5 不亮。3.小电流充电当充电一段时间后，电池电压慢慢上升到接近 Vref 时，IC1-2 输出电压慢慢上升，于 是，流过 R7 的电流慢慢减小，即流经 VT1 基极的电流慢慢减小，因此 VT1 输出的电流也 会慢慢减小，但电池电压还会持续不断地缓慢上升，当电池电压几乎等于 Vref 时，IC1-2 会输出较高电压，这时 IC1-1 的 3 脚电压高于 2.8OV (反相端 2 脚的输入端电压)， 比较器 翻转输出高电平。该电压有两个作用：一方
7、面会使 VD5 正偏导通被点亮(此时，IC1-4 输出 还是低电平)，指示充电饱和；另一方面 VD6 也正偏导通，而 R17 很小，实际上是强制 C2 上端为高电平，所以 IC1-3 的 9 脚电压高于 10 脚电压，IC1-3 被强迫输出低电平，VD3 因 无正偏压而熄灭。虽然，从外在的表现看充电灯熄灭，饱和灯点亮在某一时刻瞬间转换完成，但是实际 上充电过程却是逐渐过渡的：当电池电压远低于 Vref 时持续大电流充电，当电池电压接近 于时充电电流慢慢减小，直至逐渐充电趋近零 即使饱和灯点亮时，小电流充电仍在继 续!所以这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：VD2 点亮，指示电源正常；VD3
8、 不 亮；VD5 点亮(饱和指示，小电流充电)。4.IC1-4 的用途从上面 2、3 内容的分析中可以看出，无论电路是大电流或小电流充电，IC1-4 的输出 一直是“低电平” ，好像它没有什么作用似的，还不如直接把 VD3、VD5 负极接“地”?刚 开始设计时，确实没有考虑用 IC1-4，把 VD3、VD5 的负极直接接地。然而，当制作好后 通电工作时发现一个问题：当不装电池通电时，饱和指示灯 VD5 点亮显然不合适!因为， 没装电池时 VT1 处于微导通状态，IC 1-2 的 5 脚电压高于 ，IC12 输出高电平，于是 IC1-2 也输出高电平，VD5 点亮。若在原理图中接入 IC1-4，
9、没装电池时 VT1 处于微导通状态，IC1-4 的 1 2 脚电压也会 高于 ，因此，IC1-4 输出高电平，这样 VD5 就不能点亮。需要说明一点，外接输入电压不能太高，也不能太低。输入电压太高，大电流充电时 调整管发热严重；另一方面，IC1-2 输出高电平的时间会因为电源电压较高而提前超过Vref(设定值)，这样就会给我们一个错觉，电池很快就充满了!实际上并非如此。输入电压 太低也不好，同上面的分析一样，IC1-2 输出高电平的时间会因为电源电压较低而迟后， 更有甚者，也可能永远达不到充电指示灯一直闪烁，但大电流充电过程早已结束。所以， 外接电压太高或太低，充电和饱和指示的状态是不准确的。
