分析一个简单有效的锂电池充电电路(5V转36-42)
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锂电池充电电路
锂电池在电子制作中的应用越来越广泛,体积小,存储能量高都是优势。但是充电相比铅酸电池来说要麻烦的多。所以,配置一个简单有效的充电电路是很有必要的。当然,嫌麻烦的朋友也可以直接在某宝购买锂电池充电模块。不过呢,今天咱们还是来分析这么一个简单有效的锂电池充电电路,不仅仅是做出来可以用,而且可以在做中学习到一些知识,这才是重要的。
首先解释下电路中各个元件的作用。
R1在电路中起到干路限流作用,限制了最大充电电流。另外,在正常充电时提高Q1发射极与基极之间的电压差,提高Q1的被控能力。R2既是TL431的供电电阻,也是Q2的上偏置电阻。R3也是TL431的供电电阻,同时也是Q2的基极限流电阻。R4在电路中配合Q2提供一个4.2V锁定功能。R5是Q1的基极限流电阻,也是Q1的启动电阻。RP1是10K的微调电位器,负责调整上限电压。R6、R7是分压电阻,负责对电压采样。
当电路上电后,由于被充电池的电压低于4.2V上限,所以由RP1、R6、R7组成的电压采样电路获得的电压信号也是比较低的。电路中,此电压值初始情况下低于2.5V,所以此时TL431是处于截止状态,绝大多数的电流通过R2和R3供给,而不是通过R2-晶体管-R3。所以此时Q2晶体管是处于截止状态。而Q1则是一个最基本的工作状态。处于一个饱和导通的状态,5V电源经过R1限流后送至电池。其最大充电电流为700mA。
当被充电电池电压被充到4.2V时,采样电路端获得的信号电压高于2.5V,此时,TL431会开始导通,流经R2、R3的电流增大,增大的电流会在R2电阻的两端产生电压差,这个电压差会驱动Q2导通,导通后的Q2会在R4、R5电阻的上端产生一个接近5V的电压。这个电压一方面会使得Q1的发射极与基极之间没有压差,使得Q1截止,充电动作关闭。另一方面,这个电压会送至TL431的电压比较端,形成了一个正反馈电路,锁定了Q1和Q2的状态。只有当外接电池的电压降至3.8V左右,将采样端电压拉低到2.5V以下的时候,整个电路才会恢复正常的充电状态。
写在最后:如果有解析的不对的或者是不周全的或者您有更好的解析,那么可以直接在评论中写出。
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5.0V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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