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1、本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S85 50 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1。其特点是电路简单、工VD3 （址色作可靠、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= 2.5X(100+820) / 820=2.80(v)，这个数据主要是针对镍氢充电电池而设计(单节镍氢充电电池充满后电压约 为 1.
2、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的发射极一集电极压差远大 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
3、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10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R14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
4、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R2显然它 更低于其13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R 12和VD 3通路一端为频率固定的方波电 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
5、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输出的影响一因为IC1-3的9脚电压（要么高到V+，要么低到V-） 始终高于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
6、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
7、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
8、，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,没装电池时VT1处于微导通状态，ICl-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
9、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。LM393构成的高性价比镍镉电池充电器时间：2008-05-27 23:06:02LM393构成的高性价比镍镉电池充电器如图所示，它具有以下特点：(1) 恒流充电穿插大电流放电，恒流充电电流约300mA，放电电流随着电池电压的升高 而加大，电池接近充满时放电电流达400mA。充电1.5秒、放电0.5秒，间隔进行。大电流 充电结束后，约有5mA涓流充电。(2) 电池电压的检测是在放电时进行的，因为充电时的电压总是高于放电时的电压，如 在充电时检测与电池实际工作状态有误差，在放电时检测更可反映出电池的容量。(3) 充电电池可以是1至4节，对于500mAh镍镉电池，充电时间约2小时，能满足一乃乂而令o工IP
