?制作6v鎳氫電池充電器（兩款鎳氫電池充電器制作方法詳解）

鎳氫電池充電特性

單體鎳氫電池的標稱電壓為1.2v，充電終止電壓為1.5v;放電終止電壓一般為1.1v。鎳氫電池的充電特性受充電電流、溫度和充電時間的影響“電池端電壓隨充電電流的升高而增加，且越接近于最大值，電池的溫度上升越快，電池越容易受損害。當充電電流大于“0.5C（C表示電池充電速率），電池的端電壓較快達到最高限電壓，充放電容量將變小，導致電池使用效能下降。

　　24V/10Ah鎳氫電池在不同充電率下的充電特性如圖1所示。

鎳氫電池充電器制作方法一

性能簡介：

1．該充電器具有脈動限流充電、涓流充電、充電自停等多種功能。從而實現(xiàn)了充電的智能化，無需人看管。

2．該充電器依靠電池余電觸發(fā)，不接電池時基本無電壓輸出；只有正確接上電池，才有充電電流輸出。具有短路保護或反接保護功能。

3．該電路適用性強，表現(xiàn)在：⑴輸入電壓范圍寬；⑵只要調整電位器就可以適合其它種類的充電電池的充電，⑶在電路輸出端并借一個濾波電容，該電路就能變成一個PWM方式的可調直流穩(wěn)壓電源。

電路原理圖：

電路原理：

該電路針對于單節(jié)鎳氫電池而設計的。如圖：市電通過變壓器變壓、由全橋整流，電容C1濾波變?yōu)橹绷麟?。LED1是電源指示燈，LED2是充電指示燈，T1為充電控制三極管，工作于開關狀態(tài)；T2、T3和電容C2構成單穩(wěn)觸發(fā)器。R6、RP構成限壓取樣電路，R7是限流取樣電阻。

待機狀態(tài)：

接通電源，若不接電池，三極管T2因無基極電壓而截止，三極管T1也截止，無電壓輸出。此時只有電源指示燈LED1發(fā)光。

充電過程：

當正確接上充電電池后，三極管T2因電池的余電而輕微導通，其集電極電位下降，T1迅速導通，輸出電壓升高；由于C2是正反饋作用，電路狀態(tài)迅速達到穩(wěn)態(tài)。此時，T1T2導通、T3截止，給電池充電，充電指示燈LED2發(fā)光。

限流充電：

如果充電電流大于限定值，電流取樣電阻R7兩端電壓升高，三極管T3的BE極間電壓高于死區(qū)電壓，單穩(wěn)觸發(fā)器狀態(tài)被觸發(fā)。T3導通，T1T2截止，充電停止；而后單穩(wěn)觸發(fā)器自動復位，又進入充電狀態(tài)，這樣周而復始地進行脈動充電。充電指示燈LED2閃爍。充電自停：隨著充電的進行，電池兩端電壓緩慢上升，脈寬變窄，充電電流變小，充電指示燈LED2閃爍逐漸變快變暗。待電池接近充滿時，二極管D1導通，T3也導通，T1T2截止，關斷了充電通電路，結束充電。在實際充電過程中，由于電池充電靜置一會兒后，電池電壓又有稍許降低，因而可出現(xiàn)間歇充電現(xiàn)象，但看不到LED2閃爍。這種絹流充電方式有利于延長電池壽命。

安裝與調試：

安裝無誤后，按以下步驟調試：把電容C2C3斷開，在輸出端并接一個220uF左右的電解電容，此時該電路就相當于一個可調穩(wěn)壓電源。先不接電池，接通電源，LED1發(fā)光，將T3的、b、e極短接，充電指示燈LED2應亮，用萬用表測輸出端電壓，調節(jié)電位器RP，直到輸出電壓等于充電電池終了電壓，再接回電容C2C3便可。（電池充電終了電壓可從資料上查閱、也可實測；如：單個鎳氫電池充電終了電壓約為1.4V，單格蓄電池約為2.45V。）。

鎳氫電池充電器制作方法二

該設計電路如下圖所示：它采用串聯(lián)充電的原理，可以對1~4節(jié)鎳氫電池進行充電。它的優(yōu)點是可以制作不同的連接線，將充電器輸出端與用電器的充電插座直接相連進行充電，而不必把電池拆卸出來再裝到充電器的電池夾中充電，在使用上格外方便。

充電過程原理

它的充電曲線如圖1中右側波形圖所示：開始充電時，它以0.3C的恒定電流對電池充電4.4小時（C為電池容量除以1小時的電流值），然后自動轉為0.O96C的較小電流繼續(xù)對電池充電2.2小時，再轉為lOrnA的連續(xù)涓流充電。該設計的優(yōu)點是避免了電池在接近充飽時產生高熱量，延長了電池的使用壽命。在充電的第一階段，有1/10的時間停止充電，并在此期間插入一個約5ms的大電流放電脈沖，見圖的右下波形圖。這個放電脈沖的往復插入可以去除大電流充電容易引起的極化作用，使充電效率更高。實踐證明，此法能夠提高電池的潔性，增加電池的總體充放次數(shù)，對一些老舊電池還有一定的恢復容量作用，相比穩(wěn)定的恒流充電效果更好。

電路原理

該設計的原理見圖1電路，220V/AC電源經過變壓器TR降壓后成為13V/0.8Ax2的交流電，經過整流橋DO的整流，電容CO、RO、C1O的濾波后成為+15V/1A和-13V/0.1A兩組電壓。集成塊IC2和功率MOS管T5構成了典型的開關穩(wěn)壓源，可在C14、C15上得到1.2~7.6V/1A的穩(wěn)定電源。

該電路的取樣設計比較獨特，它沒有直接取樣輸出電壓，而是通過T4、R9、D2來測量充電控制晶體管TO~T3的e、c結上降落的電壓大小，然后通過R8和光耦合器OPO來控制IC2的取樣端，使晶體管結電壓恒定在1.2V上。即該電路的輸出電壓是變化的，它能夠自動跟蹤充電輸出端電壓的大小，并保證控制晶體管的工作電壓恒定不變。加入開關電源的設計目的在于提高充電器的功率效率，使充1節(jié)電池和充4節(jié)電池的實際效率變化不大，也避免了器件產生高熱量。

三端穩(wěn)壓電源ICO給數(shù)字控制等電路提供+12V/0.1A的工作電源。負三端穩(wěn)壓電源IC1是專為恒流派電路而設計的，它輸出-5V/0.1A的輔助電源（對開關電源輸出端）。充電的開關與恒流控制由4只三極管TO~T3來擔任，每支三極管在一個時刻僅僅負責輸出一定的電流，這樣就避免了使用單只控制管時由于器件的線性不良導致的恒流精度下降。

SW1~8是1&TImes;8D1P開關，它兩兩組成4級二進制電流值控制，分別是480-240-120-60mA和154-77-38.4，-19.2mA。第一組開關控制第一階段充電電流，第二組開關控制第二階段充電電流。T7、T8和OP1~OP3構成開關接口電路，它們分別控制電路的開閉和不同階段充電的轉換。

這里采用光電耦合器的原因是，主電路上的電壓是可變的，不能采用普通的接口電路來實現(xiàn)控制。數(shù)字電路IC3（4060）是一個振蕩分頻器，它產生的6.206Hz的振蕩信號經過多級分頻以后在Q7上輸出61.88s（周期），Q13上輸出3960s（周期）的脈沖信號。該信號經過IC4（4017）的脈沖分配，以及二極管D3~D8的“或”邏輯電路后，形成了4L4小時的第一階段定時信號和2.2小時的第二階段定時信號，還有Q6輸出的充電結束信號。

Q6的輸出被反饋到CE端，使得IC4的Q6輸出高電平時封鎖輸入，保持狀態(tài)。C17、R39的作用是在通電的一瞬間使IC3、IC4清零，保證定時從頭開始。由IC4的QO~Q34個輸出端產生的信號經過D3~D6構成的或門給IC5（1）腳，IC6（1）腳和（5）腳提供高電平，使得IC5（2）腳輸出低電平，使IC7的R端為低電平，IC7開始工作，和IC6的（1）、（2）、（2）與非門一起，產生笫一階段恒流充電間歇性控制信號，通過OP3和T7控制TO~T3，進入第一階段充電。

同時，IC6的（4）、（5）、（6）與非門（5）腳已經成高電平，（6）腳接受來自IC3的振蕩信號，在（4）腳輸出6.206Hz的方波，通過D9、T11控制雙色LED中的紅色二極管閃爍發(fā)光，指示第一階段充電。在此期間，IC7的CP端也接受來自IC3的振蕩脈沖，在其Q3輸出端上產生占空比為1/10的高電平信號，它經過R42、C23積分電路，R43、C24微分電路和IC5中的兩個反向器產生出時值約5ms的放電控制信號，直接驅動放電MOS管T6形成大電流放電脈沖。

在充電的第二階段，IC4的Q4、Q5端輸出高電平，經過IC5（3）、（4）反向器后輸出低電平，一路通過OP2、T8控制恒流電路轉換電流，另一路通過D1O、T11使LED恒定發(fā)紅色光，指示出第二階段充電。此時IC7的R端已經被置于高電平）其Q3端恒定為零電平，放電電路已經停止工作，充電波形中也沒有間歇了，成為穩(wěn)定的恒流充電。

在第二階段充電結束時，IC4的Q6輸出高電平，通過IC5（5）、（6）反向后，控制OP1，倒亙流電路產生1OmA的涓流電流，同時通過Tl2控制LED發(fā)出綠光，指示第二階段充電結束。該信號還會通過R33使T9截止，使IC3的Q7輸出通過C20、R34微分電路使能IC6中的兩個與非門電路構成方波發(fā)生器，在壓電片F(xiàn)C上產生每61.88s一個“嘀”聲，提示使用者充電過程已經結束。