多功能充电器的设计与制作

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1、多功能充电器的设计与制作随着数码相机、MP3和CD碟机等电器逐步进入爱好者手中，充电电池的使用也更加普及，对充电器的要求也愈来愈高了。市售的几元到十几元的廉价充电器功能少、充电电流小，没有保护功能，效果不好。买一个好的充电器不仅售价高，而且其性能也往往不能令人满意，还不如自己动手制作一个充电器。笔者认为，充电器应以实用方便为原则：可以对常用的1~4节镍镉、镍氢和锂电池进行单独或同时充电，互不影响；可以选用多种电流进行充电，以满足不同种类、不同容量电池充电的需要，充电器应具有保护措施，防止过充电；为消除镍镉电池的记忆效应和恢复电池的容量，充电器应具有放电功能；充电器尽量采

2、用常用的电子元件、不用昂贵的专用集成电路，既便于制作又降低制作费用。经过一番努力，笔者利用一个废旧节能灯和老式充电器改制了多功能充电器。其性能达到：1、可对一节到三节5号、7号镍镉、镍氢电池与一个3.6V的锂电池充电，充电电流可选择100、200或300mA。2、采取智能充电方式，以选定的100到300mA的电流充电时红色指示灯闪烁发亮；充电接近完成时，充电电流逐渐减小,指示灯的亮度逐渐减弱，同时绿色指示灯逐渐发光，充电变为脉冲充电；充满电时，绿色指示灯的亮度最大，充电电流转为小电流定压充电。因充电电压不会再升高，即使长时间充电对电池也没有损害。绿色指示灯在电池插槽没有

3、装电池时也发光，指示未安装电池。3、对1号槽的电池设置有放电功能,无论是否接通电源均可操作K3按键进行放电。接通电源的情况下放电、橙色指示灯发光，不接通电源放电、放电指示灯不发光。电池的电压放到1V时自动终止放电，在接通电源的情况下将自动转为充电。4、对外可作为输出极性可变的3.2V到5.2V电压、电流1A的直流电源。笔者在上个世纪九十年代初购买了一个恒星牌充电器，它利用一个小变压器把220V交流电降压整流，可对4节5号或7号电池充电，对外可输出3、4.5到12V的直流电，输出的电源极性可以改变。但变压器次级的线径仅0.23mm，充电电流只有数十毫安，充满电后也不能自停

4、、对电池不利。改装的充电器要求具有较大的充电和输出电流、需用较大尺寸的铁芯变压器，无法装进充电器内。笔者采用废旧的节能灯改制为低压电源，废旧的节能灯可以说家家都有，废物利用不用花钱；节能灯镇流器采用开关方式工作，体积小，重量轻，效率高。图1为节能灯镇流器的电路。改制时只保留灯管支路的电容C3，C2不用，再把线圈L改绕为变压器（变压器的参数见图2）。为了能调整输出电压和稳定输出电压的目的，增添了一个由TL431和三极管组成的稳压电路，电路如图2的上半部所示，利用精密稳压管TL431对输出电压进行采样，再通过光电耦合器PC817-1和三极管Q3控制Q2三极管的基极电流。当输

5、出电压升高时，TL431的阴极电流增加，通过光电耦合器PC817-1使Q3的基极电流上升，Q3的集电极与发射极间的内阻减小，分流了Q2的基极电流，Q2的集电极电流减少，从而使输出电压回落，稳定了输出电压。因充电器输出电压的稳定性要求不太高，为了简化线路，只控制了一个三极管。此外，为了增大控制的灵敏度，电阻R2、R3由10Ω改为１００Ω，电容C5的容量由4.7μF改为0.47μF，并移到Q2的基极支路。为了抑制尖峰脉冲、保护三极管和变压器，在变压器的初级增设了阻容吸收电路。为了增大电源的输出功率，三极管改用MJE13003并加了散热片，使输出电流可达１Ａ以上。图2下半部是

6、由两块LM324集成电路组成的智能充电电路。LM324是4运算放大器。一块LM324的4个运放分别组成振荡器，振荡频率约数Hz。充电时，输出端的1、7、8、14脚分别驱动4个红色指示灯闪烁发光、指示正在充电。一个TL431的阴极K与控制极R相联，组成2.5V的基准稳压源。另一块LM324作为比较器，从2.5V基准稳压源经电阻分压后送到比较器的反相端作为基准电压。电池的电压则送到比较器的同相端。开始充电时，电池电压低于反相端电压，比较器输出低电平，振荡器的脉冲驱动红色指示灯闪烁发光，同时使S8550三极管导通，电源经三极管、限流电阻和二极管向电池充电。因充电器可作为MP3

7、、CD碟机的电源，碟机一般使用3V的电源，故第一挡的充电电压选为3.2V。三极管导通时的电压降约0.2V，二极管的电压降0.7V，充电电池的最低电压取1.0V，若充电电流取0.13A，则限流电阻=（3.2-0.2-0.7-1.0）/0.13=10Ω。充电中，电池电压上升，充电电流减小，平均充电电流约等于100毫安。同样，第二挡充电电流取200毫安，则充电电压应为4.2V。第三挡充电电流为300毫安，电压应取5.2V。第四挡用于对一节锂电池的充电，充电电流取200毫安，电池电压取2.8V，限流电阻取10Ω，则电源电压等于5.7V。电源输出的