[圖文]新創(chuàng)意鋰離子電池充電器

鋰離子電池具有單只端電壓高、比容量大等優(yōu)點，但其充電必須使用專用充電器，因為它在過充電時極易損壞。本文介紹的鋰離子電池充電器之所以稱“新創(chuàng)意”，是因為它除監(jiān)視電池的充電狀態(tài)外，還能分階段控制電池的最大充電電流。用本充電器充電開始時，充電電流從１０ｍＡ依次遞增至２７０ｍＡ，當(dāng)電量充至７０％左右時，自動改用最大２２０ｍＡ充電，然后依次改為最大１７０ｍＡ、１２０ｍＡ和７０ｍＡ，最后以１０ｍＡ左右的涓流結(jié)束充電。這種充電方法可以較大限度地將鋰離子電池充足。
本裝置電路如附圖所示。ＩＣ１構(gòu)成頻率約１Ｈｚ的多諧振蕩器，ＩＣ２構(gòu)成脈沖頻率６分配器，ＩＣ３構(gòu)成充電執(zhí)行電路。通電后ＩＣ２復(fù)位，Ｑ０輸出高電平，這時ＩＣ３輸出電壓僅１．２５Ｖ，電路由＋１５Ｖ經(jīng)Ｒ１給電池提供約１０ｍＡ的充電電流。通電后ＩＣ１起振，其③腳輸出的脈沖觸發(fā)ＩＣ２工作，使輸出端Ｑ１～Ｑ５依次出現(xiàn)高電平，經(jīng)不同的分壓電阻分壓后，ＩＣ３的輸出電壓按６Ｖ、７Ｖ、８Ｖ、９Ｖ、１０Ｖ依次遞增，充電電流也因此在７０ｍＡ至２７０ｍＡ之間依次遞增。當(dāng)Ｑ６輸出高電平時ＩＣ２被復(fù)位，此后電路在ＩＣ１輸出脈沖的作用下重復(fù)上述過程。
鋰電池的標(biāo)稱電壓為３．６Ｖ，通常放電至３Ｖ即需充電，終止充電電壓最高為４．２Ｖ。ＩＣ４構(gòu)成電池端電壓檢測電路，其門限電壓即電池充電終止電壓可通過ＲＰ在４～４．２Ｖ范圍內(nèi)設(shè)定。電池剛充電時的端電壓低于檢測電路的門限電壓，ＩＣ４輸出低電平，這時ＩＣ２的Ｑ０～Ｑ５均能依次循環(huán)呈高電平，使充電電流在１０ｍＡ～２７０ｍＡ之間階躍循環(huán)變化，即Ｑ０＝１時充電電流約１０ｍＡ，Ｑ１＝１時階躍至約７０ｍＡ……，Ｑ５＝１時階躍至最大，約２７０ｍＡ。電池充進一定電量后，其端電壓升高，且大電流充電時呈現(xiàn)的電壓比小電流充電時更高。因此，經(jīng)過一段時間的充電，會出現(xiàn)當(dāng)Ｑ５＝１、充電電流約２７０ｍＡ?xí)r，電池端電壓瞬間超過終止充電電壓設(shè)定值的情況，致使ＩＣ４輸出高電平，ＩＣ２被強制復(fù)位，最大充電電流自動改為２２０ｍＡ（對應(yīng)于Ｑ４＝１）。繼續(xù)充電，又會出現(xiàn)２２０ｍＡ充電電流使電池端電壓超過設(shè)定值的情況，因此ＩＣ２當(dāng)其Ｑ４＝１時即被強制復(fù)位，最大充電電流又改為１７０ｍＡ（對應(yīng)于Ｑ３＝１）。電池電量越充越足，最后，７０ｍＡ充電電流（對應(yīng)于Ｑ１＝１）能使電池端電壓超過設(shè)定值，于是ＩＣ２的狀態(tài)停留在Ｑ０為高電平上，＋１５Ｖ通過Ｒ１給電池以１０ｍＡ的涓流充電。
ＬＥＤ１～ＬＥＤ６用作充電狀態(tài)指示，同時也是電池容量指示。全亮表示電池正在全流充電，僅ＬＥＤ１亮表示充電過程已結(jié)束，處于涓流充電狀態(tài)。