实用的可将锂电池电压转为12～3V的低压差稳压、充电电路

经常在网上看到有电子爱好者在求一款可将单节锂电池电压转换成1.5V或3V的简单稳压电路，以便代替小家电中的单节或两节干电池。我们知道，普通的LM317可调稳压IC的最低输出电压虽然可以调至1.2V，但其正常工作时要求的压差（输入电压与输出电压之差）不低于3V，故该IC不适合用于这类低电压的转换电路。下面我们介绍一款采用低压差稳压IC构成的3.7V转1.2～3V稳压电路，其最大输出电流可达1A，并且还可以给1～2节镍氢电池充电。

1、输出固定电压的低压差稳压电路

▲ 输出固定电压的低压差稳压电路。

上图中的AMS1117是一款常用的低功耗（静态电流约5mA）、低压差稳压IC，其最高输入电压为15V（极限值为20V），最大输出电流为1A。在负载电流为1A时，其压差最大为1.2V（LM317工作时要求的最小压差为3V），并且负载电流越小，压差也越小。

▲ SOT-223封装的AMS1117的外形。

AMS1117的输出电压有固定版和可调版两种。固定版的AMS1117的输出电压有1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V和5.0​V多种，可以根据实际需要来选用。 图1电路选用的是AMS1117-1.5，其输出电压为固定的1.5V电压（AMS1117后缀的数字表示输出电压）。由于AMS1117的压差最大也只有1.2V，故本电路在输出1.5V电压时，只要输入电压≥2.7V即可（若采用LM317，要求输入电压≥4.5V）。该电路可以将单节锂电池的电压转换成1.5V电压，输出电流最大为1A。若需要2.5V的输出电压，可以选用AMS1117-2.5。

2、输出电压可调的低压差稳压电路

▲ 输出电压可调的低压差稳压电路。

若AMS1117输出的固定电压​没有所需的，此时可以选用AMS1117adj，这种带有后缀adj的输出电压可以通过外接电阻来调整。AMS1117adj的输出电压可在1.25～13.8V范围内调整。

上图中的输出电压由电阻R和RP决定，当R和RP采用图示数值时，输出电压为13.8V（要求此时的输入电压Vin为15V）。改变RP的阻值即可获得其他的输出电压。

▲ TO-220封装的LM1117adj。

AMS1117adj一般都采用贴片封装，若嫌焊接不方便，亦可以选用TO-220封装的LM1117adj​。LM1117的电参数与AMS1117基本一样，也是一款低压差稳压IC，并且LM1117的 引脚排列与LM317完全一样，其①脚为adj端，②脚为输出端，③脚为输入端。

3、低压差恒流充电电路

▲ 低压差的镍氢电池充电电路。

上图中的AMS1117adj接成一个低压差的恒流源，​其输出的恒定电流（即电池的充电电流）为1.25V/R，若R取3.9Ω，则电池的充电电流约为320mA。改变R的阻值即可调整充电电流的大小。由于流过R的电流为320mA，故要求R的功率≥0.5W。本电路可以给单节或两节串联的镍氢电池（或镍镉电池）充电。在给单节镍氢电池充电时，只要输入电压≥3V即可，若给两节镍氢电池充电，可以选用手机充电器输出的5V电压。二极管VD为防倒流二极管，为了减小电压损耗，这里选用正向压降小的SR160或1N5819肖特基二极管。

▲ 成品的AMS1117电源模块。

现在市场上也有卖各种成品的AMS1117降压稳压模块，使用很方便，只要接入合适的输入电压，即可正常工作。有的模块上还带有LED电源指示灯。​

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锂电池不能用稳压开关充电，是谣言吗？

本文前提：本文所讲述及举例的锂电池均有保护板，所提及的稳压开关电源均指输出电压固定，电压调节范围在±10%内的开关电源，没有恒流功能；本文恒流源定义为内有恒压与恒流两种电路，输出电压电流连续可调的开关电源。

研究和实践表明，对电池寿命影响最大的是电池充电过程，而放电过程的影响则微乎其微。换句话说就是，电池一般都是被“充坏”的，而不是用坏的。由此可见，正确选择充电设备的重要性。那么，锂电池到底能不能用直流稳压开关电源充电呢？锂电池要怎么充电才能减小对其的伤害保证性能呢？

用稳压开关电源给锂电池充电一般会出现以下几种情况：

1）电池内阻很小，用稳压开关电源连接锂电池时，如果电池电流超过电源保护电流时，电源会开启保护模式（一般为“打嗝”），最后导致无法充电；如充电电流在电源额定范围内，电源可正常运作，但电流本身超过电池保护板限制，仍无法正常充电。

2）充电电流小于电源保护电流时（一般保护电流略大于额定电流），且最大电流在保护板限制电流以内，可充电，但电源电流过大，长期使用会减损电源使用寿命。

稳压开关电源

综上所述，锂电池不能直接用稳压开关充电并不是谣言，如真需要用稳压开关电源给锂电池充电，需要对其进行多种设置才可。如是个人使用者，不建议用稳压开关电源直接给锂电池充电，如保护板已经限流失效，可能使锂电池温度过高以及影响电池性能与寿命，严重的会导致锂电池鼓包，爆炸。

那么，锂电池要怎么充电才能减小对其的伤害保证性能呢？

锂电池最适合的充电过程可以分三个阶段：①涓流充电；②恒流充电；③恒压充电。

为更直观表述，定义电池规格为5节4.2V2.2Ah的电池，且电池充分放电，串联形式接在充电设备上。以下正式讲述充电过程：

1）在单个电池电压低于3.6V左右时，先采用最大0.2A的恒定电流对电池进行充电。即涓流充电（涓流充电：涓流充电指对充分放电的电池进行预充（恢复性充电））。

2）当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在1A左右。恒流源充电设备的电流会恒定在某个值稳定输出，不随电池电压的升高而降低。

3）当5节串联电池电压上升接近于21V时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。随着电池电压的持续升高，电流会逐渐降低直到基本停止充电。

锂电池

恒流源（可调开关电源）是锂电池充电的不错选择

恒流源工作模式是，当负载电阻为一定值时，电源处于恒压恒流的临界点（也就是电压电流都为当前最大值时）；随着负载电阻的增大，电源进入恒压工作模式，此时恒流控制单元处于休止的状态；反之，随着负载电阻减小，电源进入恒流工作模式，恒压控制单元处于休止的状态。

为更方便理解恒流源在锂电池充电时的状态，举例说明：

锂电池 ①规格：4.2V2.2Ah/每节；②数量：5节；③状态：充分放电；④连接方式：串联

恒流源 ①型号：华尧HYK-60E24；②规格：24V3A

华尧HYK-60E24恒流源

1）手旋电位器（或信号控制）将额定电压24V调至21.5V，额定电流3A调至0.2A，连接后，通电对锂电池进行涓流；

2）当电池电压上升到涓流充电阈值（约18.5V）以上时，手旋电流电位器（或信号控制）将0.2A电流调至1A，华尧恒流源将恒定1A输出，对其进行恒流充电；

3）当电池电压上升接近于21V时，华尧恒流源内部自动进入恒压工作模式，期间电流随电池电压上升而不断降低，直到电压充满。

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