基于簡易電池自動(dòng)恒流充電電路的設(shè)計(jì)

引言

隨著數(shù)碼行業(yè)的爆破性增長，市場上出現(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，從而為后續(xù)電路提供信號。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。

1．3 自動(dòng)充電檢測電路和指示電路的設(shè)計(jì)

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 簡易充電器總電路原理圖及元器件清單

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。

2．2 元器件清單

本設(shè)計(jì)用的元件清單如表1。

3 結(jié)束語

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)。