基于分立元件的電池自動恒流充電電路設計

導語

各種移動設備的飛速發(fā)展，也加快了充電電池的發(fā)展，為了滿足現今移動設備的需要，充電電池的容量也越來越大，其中鎳氫充電電池是大容量電池的主要品種，在電力電子、交通以及通信領域有了較多的應用，在很多智能儀器儀表中，鎳氫電池常用來作為備用電池，充電器是充電電池的必備品，這篇文章就來講述一種基于分立元件構成的電池自動恒流充電電路，著重講述了充電電路的組成、結構特點、工作原理及電路的調節(jié)。

1 電路總體設計思路

簡易電池自動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、恒流產生電路、自動斷電電路、顯示電路和電源電路5部分構成。

變壓器整流電路的功能是將公共電網中的220V交流電轉換為合適的電流和電壓信號，從而為后續(xù)電路提供信號。恒流產生電路的功能是利用晶體管電流源為電路產生恒定的充電電流。自動斷電電路的功能是利用三極管飽和導通時的電壓特性，從而實現電路當電池充滿電時能夠自動切斷電源。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計

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、電容構成。其中變壓器采用常規(guī)的鐵心變壓器，并將公共電網中的220 V交流電變?yōu)?2 V交流電，再通過二極管橋式電路進行整流和電容C1濾波。整流信號由VC1引出。在此基礎上再接三端穩(wěn)壓器CW7812及電容C3、C4(如圖2虛線右邊所示)，這樣整個電路就構成穩(wěn)壓電源電路。由B點提供+12 V的直流電壓。

1.2 恒流電路的設計

如圖3所示，由穩(wěn)壓管VZ1、晶體管VT1、電阻R1、電容C2構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IC≈1OO mA，作為電路的充電電流。

1.3 自動充電檢測電路和指示電路的設計

如圖4電路所示，自動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構成。當充電開始時，電壓比較器輸出高電平，VT2導通，VT1也導通，指示燈發(fā)光二極管亮，給電池充電?？梢韵仍O定轉換開關為1時給一節(jié)電池充電，轉換開關為2時給二節(jié)電池充電，依次類推，實現對1-4節(jié)電池充電。當電充滿時，電壓比較器輸出低電平，VT2截止，VT1不導通，發(fā)光二極管熄滅，充電完畢。