如何可靠和經(jīng)濟(jì)地為鎳鎘電池充電

可充電鎳鎘電池(NiCd)廣泛用于各種消費(fèi)設(shè)備，因?yàn)樗鼈冇懈吣芰棵芏取㈤L(zhǎng)壽命，以及小自放電速率的特點(diǎn)。我做某個(gè)項(xiàng)目時(shí)，需要為一個(gè)包含兩只NiCd AA型1200mAh電池的電池包設(shè)計(jì)一個(gè)可靠而經(jīng)濟(jì)的充電器。在充電器設(shè)計(jì)過程中，需要解決兩個(gè)主要問題：首先，設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)某潆婋娏髦?；其次，?dāng)電池充滿時(shí)停止充電過程，以防過充。本例描述的方法能同時(shí)解決這兩個(gè)問題。

大多數(shù)NiCd電池都有兩種差異明顯的充電電流：大電流的快充，以及小電流的慢充。無論哪種充電方式，在充電期間，都應(yīng)提供一個(gè)穩(wěn)定的充電電流，并且必須提供高于電池額定容量的能量，補(bǔ)償以熱量方式消耗掉的能量。為NiCd 電池充電的最廉價(jià)最安全的方式是按每小時(shí)額定容量的10%速率充電16 小時(shí)。因此，1200 mAh電池應(yīng)以120 mA電流充電。這種方案不需要充電截止傳感器，可確保滿充。

圖中給出了充電器的原理圖。IC3是電流調(diào)節(jié)器LM 317，它與電阻R3一起產(chǎn)生一個(gè)恒定的充電電流。R3值的計(jì)算方法為1.25 V/120 mA，最靠近的標(biāo)準(zhǔn)電阻值為10Ω。微控制器IC1的固件完成所有必需的功能：16小時(shí)的時(shí)間延遲，以及通過LED報(bào)告充電狀態(tài)。微控制器的程序都很簡(jiǎn)單明了。匯編代碼可以從本文在線版上獲得：www.edn.com/4402441。

圖: MC68HC908QT1的功能是一個(gè)16小時(shí)定時(shí)器。LM317則與R3一起配置為一個(gè)電流源。

該項(xiàng)目可以使用任何型號(hào)的低端微控制器。本設(shè)計(jì)采用的是廉價(jià)但供給穩(wěn)定的摩托羅拉8 腳MC68HC908QT1 微控制器。OptoSupply公司的OSRGHC -71A1B雙色LED用于指示充電器狀態(tài)：紅色表示電池正在充電；綠色表示充電已完成。還可以增加蜂鳴器，當(dāng)充電完成時(shí)，產(chǎn)生聲音信號(hào)的提示。

本例可以用于為任何電池充電，只需適當(dāng)?shù)剡x擇電阻R3。由于LM 317的局限，最大充電電流限制在1.5A。如果充電電路的輸入電壓顯著增加，超過了9V dc，則LM 317的功耗會(huì)成為一個(gè)限制因素。