多功能充电器设计

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1、第26卷第11期湖南科技学院学报Vol.26No.112005年11月JournalofHunanUniversityofScienceandEngineeringNov.2005多功能充电器设计胡湘娟杨毅(衡阳师范学院物电系湖南衡阳421008邵阳市第三中学湖南邵阳422000)摘要本文分析由LM317组成的一种自动充电器,电路简单对外输出电压为可调节带LED显示限流有放电功能可对镍氢镍镉及锂电池进行充电关键词充电器LM317调节低噪声中图分类号O453文献标识码A文章编号1673-2219200511-0053-02一引言可调节输出电压低噪声能显示充电状态的自动充电器随着

2、电子技术的不断发展更多小型电子产品进入市场尤其是数码相机MP3和CD等新型小电器逐步进入电二工作原理子市场使得电池的使用日益普及然而一般的干电池由于1充电原理能量密度不足只能应用于耗电量较小的电子产品如闹钟图1所示电路可同时对一到四节电池分别充电采取智计算器等碱性电池容量增大使用持久但绝大部分为非环能充电方式充足电即自停充电前先调节R4使三端保的含汞电池充电电池的使用既可以大大满足对电池电可调稳压器LM317的输出电压为预定值Vo预定值Vo由力的需求又能减少环境污染现常见的充电电池有镍氢待充电的电池电压决定即VO=VE+VBENi-Mh镍镉Ni-Cd及锂电池等其中锂电池电压高

3、充电进行过程中电池电压VE逐渐上升VO保持恒定锂锰Ni-Mn电池基本电压为3.0V锂-亚硫酸氯不变当电池的电压VE上升到(VO-VBE)V时BJT截止Li-SOCl2电池电压高达3.6V锂离子(Li-Ion)电池电压充电终止为3.0V-4.0V充电电流可由R11-R14限制随着充电电池的使用普及对于充电器的技术要求也越2充电状态显示来越高市售的几元到十几元的廉价充电器功能少充电电充电过程中BJT导通相应充电指示灯LED发亮流小缺少保护功能甚至还可能是质量低劣的不合格产品当充电电流减小变为恒压小电流充电时LED的亮度减一个好的充电器售价高其中不乏有性能功效不能令人满弱直到电池充

4、足电BJT截止相应的LED熄灭意的由此出现有电子爱好者自制充电器虽然电路粗犷3过充保护但性价比较高设计和制作充电器一般原则是以满足需求为充电结束后即使不切断电源由于BJT近乎截止前提尽量采用常用的电子元件不用昂贵的专用集成电路充电电流很小充电电池的电压不会再升高即使长时间充既便于制作又降低费用电对电池也没有损害能对电池起过充保护充电器设计要求应以实用安全方便为原则(1)可4限流以对常用的1~4节镍镉镍氢或锂电池进行单独充电互不图1电路中R11-R14的作用是限制充电电流大小充影响(2)可以选用多种电压值进行充电以满足不同种类电过程中电池电压上升充电电流减小当电池达到充足不同容

5、量电池充电的需要(3)充电器应具有保护措施防状态时变为为恒压小电流充电直到充电完全BJT截止止电池过充(4)为消除镍镉电池的记忆效应恢复电池的充电结束此为正常充电的全过程假设实际充电电流大于容量充电器应具有放电功能若扩展其他功能则可适应最大充电电流为保护充电电池必须限制调整充电电流增加LED充电状态显示限制充电电流功能低噪声反充电保护等图1所示电路就是一款简易充电器由LM317组成的收稿日期20041225+C作者简介胡湘娟1980女湖南湘潭人衡阳1000uF师范学院物理与电子信息科学系助教主要从事电子信息科学与技术的研究图153万方数据电阻R1连接在BJT的C极上有分压作用

6、降低VCE减小效应恢复电池的容量充电器应具有放电功能为图1充电电流电路设计合适的放电回路使其性能功效更完善设计的简单放电回路如图4BJT为9014电池VE为三元器件配置及电量分析T5提供基极偏置使BJT导通集电极偏置由图1中整流桥[1]1LM317的输出提供随着放电进行VE减小当电池电压降低于三端可调式集成稳压器LM317只需通过外接很少元VBE数值时不足以提供足够的基极偏置BJT截至充电件即可扩大输出电压的调节范围普遍应用于直流稳压电源结束技术LM317典型外接元件如图2R1R2为调整电阻图4中设放电状态显示决定LM317的输出电压VO简约计算法为LED为与充电状态显示相区

7、别此处选用红色LED开始时LED最亮随着VE降低其中VREF为LM317基准电光亮减弱放电结束LED熄LM317压,约为1.2V.VIVO灭R12R3R4设置Iadj为将放电回路正常接入图图4放电回路图中LM317的输出1使充电放电功能合为一体电压依靠外接电阻R3R4R2必须对图1电路进行细小变更即将T4的发射极和电池的来调节进而控制充电电池结合处断开使用三端开关S连接如图5所示从而只要图2的电压为保证输出电调节开关S就可以方便在充电放电两功能间转换压的精度和稳定性提高充电效果R3R4要选择精度高图5电