电池充电器设计制作.doc

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1、简易充电器原理及制作本作品为自己动手装配并调试的一台镍镉电池充电器，通过元件挑、焊接、调试、组装等一系列过程完成。该充电器直接连接家用220V电源，可对常见的5号及7号充电电池进行脉冲充电。一、镍镉/镍氢电池简介：镍镉（Ni-Cd）充电电池，正极为氧化镍，负极为海绵状金属镉，电解液多为氢氧化钾碱性水溶液。小型密封镍镉电池的结构紧凑，坚固，耐冲击，成品电池自放电小，在使用上适合大电流放电，适用温度范围广（零下40度到零上60度）。标称电压为1.2V；一般的AA（5号）电池容量为500mAh，按照小型密封镍镉电池标准的充电原则，以0.1C充电14-16小时最为适宜，即以50mA充电需1

2、4-16小时。它的特点是循环寿命长，理论上有1000-1200次的循环寿命。民用的镍氢电池属于低压镍氢电池，以Ni（OH）2作为正极，以贮氢合金作为负极，氢氧化钾碱性水溶液为电解液。镍氢电池的外形规格指标和镍镉电池大体一致，标称电压同为1.2V。在性能指标上比较来看也有不少相同的地方，但是镍氢有自己一些独特的优势，最主要体现在镍氢电池的能量密度高，还有镍氢电池环保性好，镍氢电池不使用金属镉，也不采用有毒物质，不会污染环境。二、脉冲充电简介：由于镍镉电池在常规充电时容易极化，常规恒压或恒流充电均会使电解液持续产生氢氧气体，其氧气在内部高压作用下，渗透至负极与镉板作用生成CdO，造成极

3、板有效容量下降。脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环。充电脉冲使蓄电池补充电量，而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然的得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利的进行，使电池吸收更多能量。三、电路原理：电路原理如下图所示，220V交流电源进入变压器降压，经Q1整流充电CD1滤波后变为7V直流电源，并加在集成电路IC1和晶体管T1上。由集成电路NE555，两个振荡电阻R1、R2和一个震荡电容CD2组成占空比80%的无稳振荡器，震荡频率为1Hz，由NE555的3脚输出，

4、经电阻R3控制晶体管T1的基极，经晶体管T1放大，稳压二极管DW、电阻R4恒流限流后通过电阻R5-R8、发光二极管LED1-LED4对四节电池充电。交流输入220V由变压器B隔离变压，将为交流6V，经全桥Q1整流，CD1滤波后变为7V直流电源。其计算公式为：6（v）×1.414-1.4(v)=7V（有效值）（管压降）IC1采用555时基集成电路组成自激活多谐方波振荡器，当电源接通时，Vcc通过电阻器R1和D1向电容器CD2充电，而放电则通过R2、D2和7脚完成。当电容充电时，由于2脚处于0电平，故输出为高电平；当电源经R1、D1向CD2充电直到Vc>=2/3Vcc时，输出则由高变低

5、，电路内部放电管导通，电容CD2经R2、D2和放电管（7脚）放电，到Vc>=1/3Vcc时，输出则由高变低，电路内部放电管导通，电容又再次充电，如此周期重复，形成震荡。D1、D2二极管分别控制电阻充放电走不同的电阻，以形成20%的占空比。由3脚输出的方波信号经电阻R3阻流，输入到T1的基极，T1、DW和R4组成恒流源限流保护电路。当R3输入为高电平时，T1基极高电平，T1的BE电压为0，T1截止；当R3输入低电平时，T1基极低电平，T1的BE电压为VDW-VR4,T1导通。电流由V+通过T1给电池充电，因有DW和R4，使流过的最大电流为（VDW-VR4）/R4，可计算，最大为150

6、mA，这样即使负载电池短路，回路电流也不会超过150mA。接在T1C极的4个发光二极管分别用作四路充电指示，R5-R8为四路的分流电阻。