基于分立元件的電池自動(dòng)恒流充電電路設計

導語(yǔ)

各種移動(dòng)設備的飛速發(fā)展，也加快了充電電池的發(fā)展，為了滿(mǎn)足現今移動(dòng)設備的需要，充電電池的容量也越來(lái)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(lǐng)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(lái)作為備用電池，充電器是充電電池的必備品，這篇文章就來(lái)講述一種基于分立元件構成的電池自動(dòng)恒流充電電路，著(zhù)重講述了充電電路的組成、結構特點(diǎn)、工作原理及電路的調節。

1 電路總體設計思路

簡(jiǎn)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交流電轉換為合適的電流和電壓信號，從而為后續電路提供信號。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通時(shí)的電壓特性，從而實(shí)現電路當電池充滿(mǎn)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(kāi)始充電和結束充電的狀態(tài)顯示出來(lái)。穩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壓電源電路(如圖2虛線(xiàn)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(guò)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。在此基礎上再接三端穩壓器CW7812及電容C3、C4(如圖2虛線(xiàn)右邊所示)，這樣整個(gè)電路就構成穩壓電源電路。由B點(diǎn)提供+12 V的直流電壓。

1.2 恒流電路的設計

如圖3所示，由穩壓管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計

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構成。當充電開(kāi)始時(shí)，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(kāi)關(guān)為1時(shí)給一節電池充電，轉換開(kāi)關(guān)為2時(shí)給二節電池充電，依次類(lèi)推，實(shí)現對1-4節電池充電。當電充滿(mǎn)時(shí)，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。