镍氢电池充电器设计
镍氢电池充电方法及充电器.
镍氢电池充电方法及充电器 7、充电倍率对充电接收效率随充电倍率增加而提高。
图7显示了快充倍率加大了曲线坡度变化，这种急剧的坡度变化可以用来触发与温度及电压相关的充电终止。
电动自行车用电池建议以0.2~0.4C5充电。
然后，以适宜的维护（或涓流）充电倍率0.025C5以抵消自放电来维持电池容量。
8、当前，基于芯片级的集成充电系统可以按照充电曲线快速恢复容量，同时减少过充压力。
所以，使用镍氢电池的产品经常采用。
其中包括两种基本的充电方案：两阶段：此种方法采用记时器以从初始充电倍率换至维护充电倍率。
因电池没有过充传感，充电倍率必须保持在0.1C5以下，以减少过充对电池性能及寿命的影响。
充电时间通常设定在16~24小时，以保证电池在完全放电情况下充满。
此方案虽然经济，但对于不同的放电程度和环境条件是没有补偿的。
所以，很少推荐用于镍氢电池。
三阶段：先快充恢复约90%的容量，中间阶段采用定时充电恢复全部容量完成充电。
然后，再以维护充电提供连续的涓流电流以补偿电池自放电。
通常采用温度传感技术在过充的瞬间将快充（电流在1C5范围）转换成中间充电。
中间充电一般是定时0.1C5充电，时间视电池组结构而定。
中间充电取代了快速深充电，保证了电池完全充满。
三阶段充电的充电器设计比两阶段充电器更复杂（使第二转换点与第三个充电倍率配合好），但可降低过充，延长电池使用寿命。
9、充电控制系统辅助技术由于电池寿命对过充的敏感性，对某些过充过度更敏感，充电器设计中推荐采用充电中止辅助技术，可以是内置的辅助充电控制技术，也可以是一种失效保护充电中止技术，如热熔丝。
10、镍氢电池充电方法（系统）简述电动自行车用电池组建议采用0.2~0.4C5快速充电方法。
快速充电：此时仅仅使用计时的方法控制快速充电是不够的，需要结合使用温度速率控制或负电压降控制。
温度的升高以及电压的降低均可用于充电控制终止。
快速充电适于外界温度在10~35℃的范围。
镍氢电池充电器的电路图_藏宝图
镍氢电池充电器的电路图_藏宝图氢电池充电器的电路图2009-05-29 19:05性能简介：1．该充电器具有脉动限流充电、涓流充电、充电自停等多种功能。
从而实现了充电的智能化，无需人看管。
2．该充电器依靠电池余电触发，不接电池时基本无电压输出；只有正确接上电池，才有充电电流输出。
具有短路保护或反接保护功能。
3．该电路适用性强，表现在：⑴输入电压范围宽；⑵只要调整电位器就可以适合其它种类的充电电池的充电，⑶在电路输出端并借一个滤波电容，该电路就能变成一个PWM方式的可调直流稳压电源。
电路原理：该电路针对于单节镍氢电池而设计的。
如图：市电通过变压器变压、由全桥整流，电容C1滤波变为直流电。
LED1是电源指示灯，LED2是充电指示灯，T1为充电控制三极管，工作于开关状态；T2、T3和电容C2构成单稳触发器。
R6、RP构成限压取样电路，R7是限流取样电阻。
待机状态：接通电源，若不接电池，三极管T2 因无基极电压而截止，三极管T1也截止，无电压输出。
此时只有电源指示灯LED1发光。
充电过程：当正确接上充电电池后，三极管T2因电池的余电而轻微导通，其集电极电位下降，T1迅速导通，输出电压升高；由于C2是正反馈作用，电路状态迅速达到稳态。
此时， T1 T2导通、T3截止，给电池充电，充电指示灯LED2发光。
限流充电：如果充电电流大于限定值，电流取样电阻R7 两端电压升高，三极管T3的BE极间电压高于死区电压，单稳触发器状态被触发。
T3导通，T1 T2截止，充电停止；而后单稳触发器自动复位，又进入充电状态，这样周而复始地进行脉动充电。
充电指示灯LED2闪烁。
充电自停：随着充电的进行，电池两端电压缓慢上升，脉宽变窄，充电电流变小，充电指示灯LED2闪烁逐渐变快变暗。
待电池接近充满时，二极管D1导通，T3也导通，T1 T2截止，关断了充电通电路，结束充电。
在实际充电过程中，由于电池充电静置一会儿后，电池电压又有稍许降低，因而可出现间歇充电现象，但看不到LED2闪烁。
AVR单片机TINY13V镍氢电池充电器设计资料
A VR单片机TINY13V镍氢电池充电器设计资料参考设计实现了两个充电器，分别由高端产品A T90S4433 和高集成度、低成本的8 引脚器件ATtiny15 构成。
当然，也可以用任意一款带A/D 转换器、PWM 输出、具有足够程序存储器的A VR 器件来实现电池充电器。
随着越来越多的...<P>参考设计实现了两个充电器，分别由高端产品AT90S4433 和高集成度、低成本的8 引脚<BR>器件ATtiny15 构成。
当然，也可以用任意一款带A/D 转换器、PWM 输出、具有足够程<BR>序存储器的A VR 器件来实现电池充电器。
(毕业设计网) <pclass='Fyh510'></p> </P><P>随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越<BR>来越大。
电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。
因此需<BR>要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损<BR>坏。
A VR 已经在竞争中领先了一步，被证明是下一代充电器的完美控制芯片。
<BR>Atmel A VR 微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC<BR>的最高效的8 位RISC 微处理器。
由于程序存储器为Flash，因此可以不用象MASK ROM<BR>一样，有几个软件版本就库存几种型号。
Flash 可以在发货之前再进行编程，或是在PCB<BR>贴装之后再通过ISP 进行编程，从而允许在最后一分钟进行软件更新。
<BR>EEPROM 可用于保存标定系数和电池特性参数，如保存充电记录以提高实际使用的电池<BR>容量。
镍氢电池智能充电器的设计
镍氢电池智能充电器的设计摘要：本文探讨了镍氢电池智能充电器的硬件结构与软件设计，通过对充电电压，电流及温度的检测，不但很好地延长了电池的寿命，而且又能使电池快速充满。
关键字：智能充电 AVR 单片机镍化氢电池（Ni-MH）具有价格比较低，通用性强，输出电流大的优点，由于使用了以储氢合金取代负极原来使用的镉，没有了重金属镉带来的环境污染，被人们成为“绿色电池”，与镍镉电池相比没有记忆效应，并且有很好的冲放电性能，在轻重量的手持设备中镍氢电池有广泛的使用。
一、镍氢电池充电原理电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。
电池的充电特性受充电电流、温度和充电时间的影响。
电池端电压会随着充电电流的升高、温度的降低而增加;充电效率会随着充电电流、充电时间和温度的改变而不同。
镍氢电池工作温度在0℃~45℃，充电时电池温度在10℃~30℃之间效率最高。
电池的充电速率的单位用C表示，C为电池的额定容量。
例如300mA对600mAH电池充电，充电率为0. 5C, 2小时才能充入600mA的电量使电池变满。
充电分为快速充电（Fast Charge）和涓流充电（Trickle Charge），快速充电的充电速率一般为1C，涓流充电的充电速率一般为0.01C~0.05C。
充电的方式分为分级恒流方式和脉动方式。
分级恒流方式是目前主要采用的方式，它在充电的不同阶段采用不同的大小的恒定充电电流，脉动方式的充电电流的大小是恒定的，通过一个PWM信号控制充电电路的通断，通过调整占空比使充电曲线尽可能地模拟最佳充电曲线。
充电电池是否充满有多种方法，本系统采用的是检验电压变化率的方法：充电过程中电池上的电压会越来越高，但是增长到一定时，电压便不再变化。
当ΔV/Δt到一定值时,我们认为电池已经充满,必须停止充电,否则会过充而损坏电池。
（某些类型的电池，当电池充满后继续充电将导致电压的下降，不适用此法）当然也可以采用检测电池温度变化率，检测充电电池电压，检测充电电流等方法。
镍氢电池充电器资料
镍氢电池充电器资料（根据网络资料汇编）目录镍镉/镍氢充电电池的充电详细解释 (2)充电器深入分析 (4)一个优秀的镍氢镍镉充电器应该具备的条件 (7)NI‐MH电池充电后期的副反应阶段 (8)松下BQ830问题充电器的分析 (9)松下BQ‐830智能快速充电器测试报告 (10)松下BQ‐830充电器的改造:（网络上方法） (14)基准电压改造： (14)减小电流改造： (15)修改采样电阻： (19)修改热敏电阻： (20)增加指示灯： (20)三洋SANYO NC‐MQNO4C 充电器拆解及赏析 (22)sanyo三洋 NC‐MQS01 洋垃圾拆解 内部 (26)品胜快智充拆解评测 (37)充电器与电池之使用 (42)用什么充电器好+判断你的充电器类型 (43)2款充电器的对比 (44)极速充电器首选 SONY智能充电器 (53)DIY—自制高性能充电器 (55)17款智能充电器的优缺点比较 (58)关于充电器的推荐，我的建议：SONY BC‐CS2A (60)充电电池大伙都在用吧？来谈谈充电器吧 (61)镍镉/镍氢充电电池的充电详细解释充电是将充电电池恢复其原始容量的过程,为使电池达到长期使用的目的,必须通过适当的充电方法充电。
(1)快充电流： 1CmA(快充温度范围：0℃~40℃(32°F——104°F )．为了适当的控制快充，建议以0.5CmA~1CmA充电，超过1CmA充电可能会造成电池内压过高从而使电池安全阀开启，从而造成电池漏液．在开始充电时，当NTC(负温度系数热敏电阻)或其它温度检测元件检测电池温度低于0℃(32°F)或高于40℃(104°F)时，应进行涓流充电而不是快充．当以下所述(4)、(5)、(6), 及(11)达到预计标准时，停止充电.建议至少采取（5）（6）（7）中二项进行控制。
(2) 对于已过放电或深放电的电池，如果直接用大电流充电无法恢复电池的容量，需要先以小电流充电，等电压升高后再进行快充。
同时适用锂电池和镍氢电池的充电器设计构思
同时适用锂电池和镍氢电池的充电器设计构思
本文探讨设计一种混合信号通用电池充电器，这种充电器可对锂离子电池和镍氢电池这两种电池进行充电。
电池充电的系统考虑
要快速可靠地完成电池充电，需要高性能的充电系统。
以下系统参数是设计经济可靠的解决方案所必须考虑的。
输入源
许多应用都采用廉价的墙式适配器作为输入电源，这种适配器的输出电压高度依赖于变化较大的交流输入电压以及适配器负载电流。
通过汽车适配器充电也面临同样的问题。
汽车适配器的输出电压范围通常为9V“18V。
输出电压稳压精度
对于锂离子电池，为使电池容量的利用率达到最大，输出电压稳压精度至关重要。
输出电压精度的微小降低都会导致电池容量大幅度减少。
当然，出于安全以及可靠性方面的考虑，输出电压并不能无限度提高。
充电结束方法
无论是锂离子电池还是镍氢电池，过充都是致命的弱点。
对于安全可靠的充电系统来说，精确的充电结束方法是非常关键的。
电池温度监控
可充电电池的充电温度范围通常在0°C”45°C之间，温度超出此范围时，对电池进行充电会导致电池过热。
在充电过程中，电池内部的压力升高，因此，电池会膨胀，电池内部的高温和高压会导致电池机械开裂甚至爆炸，或者出现泄露。
在0°C“45°C温度范围之外对电池进行充电会损害电池性能，或者缩短
其预期寿命。
镍氢电池充电器设计方案汇总（五款模拟电路设计原理图详解）
镍氢电池充电器设计方案汇总（五款模拟电路设计原理图详解）镍氢电池的特点单体镍氢电池的结构是密封圆柱形，标称电压为1.2V，它主要有以下特点：（1）容量大NiMH电池的“储能密度”，以5号（AA型）可充电电池为例，至少在1000mAh以上，好的能达到1400mAh，在同等体积和重量的条件下，其容量是镍镉电池的2～3倍，而比传统型镍镉电池要多出1倍多。
（2）无“记忆效应”“记忆效应”是指电池在使用过程中，由于没有完全放电就进行充电，造成电池负极板上产生不正常的氧化物导致，它对电池电压有抑制作用，表现为电池充电很足，但放电时，电压骤减，致使电池使用寿命缩短。
镍氢电池无“记忆效应”，但在使用过程中，有自放电现象。
正常使用情况下，其电量的流失量为每天1％～3％，充满电的镍氢电池，放置几星期后再使用，就必须重新充电。
由于镍氢电池无“记忆效应”，所以在开始为它充电前不需做放电处理，可以随用随充，在任一点充电。
（3）耐过充电、过放电能力强镍氢电池充电、放电比较随便，即使过充电也不会造成电池永久性损伤，电池放电到0V以后再充电，仍然能够恢复镍氢电池的容量。
（4）无污染由于镍氢电池含镉成分极微，甚至不含镉成分，不会污染环境，所以镍氢电池也叫环保电池或“绿色电池”。
现有很多国家都投巨资兴建镍氢电池生产线。
（5）资源丰富镍氢电池所用的储氢合金是从稀土中提炼出来的，而我国是稀土资源大国，约占全球总储存量的80％，所以我国发展镍氢电池具有得天独厚的优势。
（6）寿命长镍氢电池以1C电流充电、放电循环使用寿命超过500次，以0.2C 电流充、放电循环使用寿命超过1000次，从实际使用寿命看，以5号镍氢电池为例，采用1000mA电流充电，可累计重复使用1000h。
镍氢电池充电器设计方案（一）该电池盒由14节1.2V／1.8A·h镍氢电池组成，每7节为一组并联组成8.4V／3.6A·h电池。
每组电池经过电流、超温保护元件连接，并由热敏电阻与充电控制板组成一体，通过六芯插座与外部电源适配器连接，实现电池组的充电控制。
4节镍氢镍镉锂电电池的充电器电路lm317
4节镍氢、镍镉、锂电电池的充电器电路LM317利用LM317制作简易恒压恒流充电器（镍氢、镍镉、锂电、磷酸铁锂）本想做一台高级而复杂的全功能智能充电器，最后发现简单可靠实用才是真理，怎样实现简单可靠？串联充电比并联充电简单，缺点是电池要求容量比较一致，线性降压比开关降压简单，缺点是效率比较低发热大，大电流充电节约时间但是发热大电池寿命影响也不小，负斜率或者零增量侦测电池是否充满的缺点是电路复杂并且因为电池性能的关系并不可靠，目前电池的充电方式大多数推荐是恒流。
一台简单可靠的充电器要完成的功能特点应该有：能充多节电池，有恒流充电功能，有防止过充功能。
实现方法其实很简单：串联，恒压，恒流。
如果用稳压电源来充电的话，初期电流太大，若串入限流电阻的话，当电池电压升高后电阻就限制了充电电流使充电时间过长。
恒流恒压只是相对的，具体来说应该是前期恒流后期恒压，顺便说一下，这种方式非常适合给锂电池充电。
在网上找了很久，都没有找到满意的线路，猛的发现在LM317规格书内就有这个充电线路，原名叫做恒压限流充电器，真是踏破铁鞋无觅处，稍作修改就是自己需要的东西，并且可以做成万能充电器。
按照上图，我做的是一台一次充4节镍氢或者镍镉电池的充电器，经测试发现很理想，并且前期限流基本是恒流，后期恒压。
调试很简单，只要调整R2设置输出电压在你需要的电压上，比如镍氢电池充满是1.45v一节，4节就是5.8v，R2建议用那种精密可调电位器，多圈小型那种既稳定又能微调，R3的选择你需要的充电电流，现在充电电池容量都不小，不想充电速度太慢或太快，充电电流可以取适中，比如我取的2.2欧姆根据三极管导通电压约0.6v计算电流在270ma。
为了减少LM317的损耗，输入电压设置在比输出电压高3V，如1.45×4+3 约9v，如果你觉得LM317上3v损耗还是太大，可以把LM317换成1117这种1v的低压降IC（没试过）, 如果你觉得串联充电不够好，可以只充一节电池，多做几组就可以了，其实对于一直成组使用的电池串联充电没有什么不好，充放电电流都是一致的。
自制镍氢、镍镉电池脉冲充电器,Ni
自制镍氢、镍镉电池脉冲充电器,Ni
自制镍氢、镍镉电池脉冲充电器,Ni-MH battery charger
多年来笔者使用过多款充电器都不满意，要幺两节串联充电。
要幺恒流充电。
大家都知道，对于充电电池，最佳的充电方式是脉冲。
为此，笔者用四运放LM324制作了一个充电器（如图）。
供两路单节镍氢或镍隔电池充电。
使用已半年有余。
甚是满意。
电路所用元件不算多。
需要调试的只有RP一只电位器。
下而以其中一路介绍其工作原理：
运放A1和A4以及外围元件构成两路振荡器，目的是给充电电池提供脉冲充电电流。
A2和A3做电压比较器。
上电后。
假设此时充电器中有电池目。
电池电压低于1.42V（此值可自行没定）。
A2输出高电平，D2截止。
由A1和外围元件C1、R1～R4构成的振荡器开始振荡（图中值约1Hz），LEDl 随之闪亮表示正在充电。
Q1工作在开关状态，以脉冲方式给电池充电，当电池被充到设定的1.42V时。
比较器A2反相输入端的电压比同相输入端高。
A2翻转输出低电平。
通过D2将A1②脚的电位挝低。
A1停止振荡且①脚输出高电平，LED1变为常亮，Q1截止。
通过R8转为浮充（R8的值决定浮充电流），此时电池已基本充满。
镍氢电池快速充电器方案
镍氢电池快速充电器方案镍氢电池快速充电器V1.1一、充电器的特点1、本充电器由一个充电器和一个低压直流电源组成，低压直流电源可以使用普通变压器、开关电源或汽车12V电源。
当使用开关电源时，也可以和充电器做在同一块PCB上从而使快速充电器的组成更加简洁。
2、适用于1到4节AA/AAA电流的充电。
3、安全可靠的防过充和防过热保护。
4、高速PWM技术、全贴片元件，从而成本更低、体积更小。
5、特有的补电模式，保护放电过度的电池。
6、四组完全独立的充电控制：智能选择合适充电电流，适应不同容量电池的充电。
可适应不同厂家的镍氢电池四组电池可以任意组合采用负电压斜率（-ΔV）检测过热检测和计时两种方式的防过充双重保护二、参数说明1、最大快充电流1.8A2、各种模式下充电电流充电方式充电电流涓流模式 60mA补电模式 450mA快充模式 450-1800mA3、支持1-4节电池的任意组合4、支持不同容量的电池任意组合快充5、支持电池在任意时间加入或离开充电队列。
6、理论充电时间种类型号容量(mAh) 理论时间Ni-MH AA 1300 43minNi-MH AA 1600 53minNi-MH AA 2100 70min 说明：(1)、对1600mAh以下容量的电池，如果只支持1C充电，则充电时间为60分钟左右，本充电器可以自动选择合适的充电电流。
(2)、充电时间还受电池的放电深度影响，如果电池放电程度过深，充电时间也会变长。
三、测试数据1、不同容量电池混合充电测试数据种类型号容量(mAh) 实际时间Ni-MH AA 1300 52minNi-MH AA 1600 55minNi-MH AA 2100 77min 说明：(1)、由于市场上购买的1300mAh电池只支持1C充电，充电器自动调整充电电流，因此充电时间在一小时左右。
2、容量电池（1600mAh、2100mAh）充电测试数据型号标称容量(mAh)快充时间(min)电池温度(℃)放电容量(mAh)充饱程度AA 1300 49 60 1108 85.23%AA 1800 71 60 1470 81.67%AA 2000 74 60 1616 80.8%说明：(1)、放电容量测试方法：以1.0A恒流放电，放电到电池端电压为1.0V 时停止放电所测量出的放电容量。
自制镍氢充电器原理
自制镍氢充电器原理随着移动设备的普及和电子产品的不断更新换代，人们对于电池寿命和充电速度的要求也越来越高。
而镍氢电池作为一种常见的充电电池，其充电效率和容量相对较高，因此受到了广泛的应用。
本文将介绍自制镍氢充电器的原理，帮助读者了解其工作原理和制作过程。
一、镍氢电池的特点镍氢电池是一种充电电池，具有容量大、循环寿命长、稳定性好等特点。
相比于镍镉电池，镍氢电池无汞、无镉，因此更环保。
此外，镍氢电池的自放电率低，即使长时间不使用也能保持较高的电量。
这些特点使得镍氢电池成为了大多数便携式电子设备的首选电池。
二、镍氢充电器的工作原理自制镍氢充电器的原理主要分为两个部分：电源部分和控制电路部分。
1. 电源部分电源部分通常采用变压器来提供所需的电源电压。
变压器将市电的交流电转换为所需的直流电。
通过变压器的绕组比例，可以实现将市电的高电压转换为适合充电的低电压。
此外，为了保证安全性，充电器通常还会加入过流保护、过压保护和过温保护等功能。
2. 控制电路部分控制电路部分是镍氢充电器的核心部分，它通过对电池的充电状态进行监测和控制，实现对电池的恰当充电。
控制电路通常由电压检测电路、电流控制电路和温度控制电路组成。
（1）电压检测电路电压检测电路用于监测电池的电压，确保充电电压在合适的范围内。
当电池电压低于设定的电压阈值时，充电器会自动启动充电过程。
当电池电压达到设定的充满电压时，充电器会自动停止充电，以防止电池过充。
（2）电流控制电路电流控制电路用于控制充电电流的大小。
充电器根据电池的容量和充电需求，控制充电电流在合适的范围内。
一般情况下，充电电流的大小与电池容量成正比，较大容量的电池需要较大的充电电流。
（3）温度控制电路温度控制电路用于监测电池的温度，并根据温度情况调整充电电流。
当电池温度过高时，充电器会降低充电电流，以避免电池过热。
这样既保护了电池的安全性，也延长了电池的使用寿命。
三、自制镍氢充电器的制作过程自制镍氢充电器的制作过程相对简单，主要包括以下几个步骤：1. 准备材料和工具准备所需的电源变压器、电容、二极管、电阻、电位器、LED指示灯、连接线等材料和工具。
简易7.2V镍氢电池充电器
简易７．２Ｖ镍氢电池充电器
松下摄像机原配７．２Ｖ、１４００ｍＡｈ的锂电池，容量太小，于是改为配７．２Ｖ、２７００ｍＡｈ的镍氢电池（６节串联），还为其专门制作了一个充电器。
该充电器电路虽然简单，却有恒流充电、电流可调、可大电流快速充电、充满自动转入涓流充电等功能，适合外出旅游携带。
现介绍如下：
电路见图。
接通电源后及充电过程中，均为红色ＬＥＤ亮。
Ｗ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ＢＧ１组成可调恒流源，ＢＧ１采用达林顿管，调节Ｗ１可使充电电流从０～１Ａ连续可调，由１Ａ电流表指示。
Ｒ６、Ｗ２、Ｒ７、Ｃ２、ＢＧ２和Ｊ组成电压检测电路，在充电过程中当电池电压逐渐升高达到设定值时，ＢＧ２饱和导通，Ｊ得电吸合。
触点
ＪＫ１转换位置，使ＢＧ１失去偏压而截止，绿色ＬＥＤ点亮，指示已充满电。
同时接点ＪＫ２也转换位置，使Ｒ５被接入充电回路对电池组进行约
１００ｍＡ左右的涓流充电。
改变Ｒ５的阻值就可调整涓流电流的大小，镍氢电池的涓流充电电流一般为其容量的１／５０。
镍镉电池一般为其额定容量的１／１６。
本机装后需要调整的只是检测部分的自停电压。
方法很简单，如规定电池的终止电压为１．５×６＝９．０Ｖ，可将开关Ｋ断开，在Ａ、Ｂ两点之间接入一只可调稳压电源，把电压调整到９．０Ｖ，再调Ｗ２使Ｊ刚好吸合即可。
另外，为电池组充电所需的直流供电电压可按公式“电压（Ｖ）＝１．５×电池节数＋４”来计算。
还应注意快充时电池温度不超过６０℃，否则，应适当减小充电电流。
镍氢电池充电器论文.doc
一．概述近年来，因为便携式电子产品用量大增，使得对电池的要求不管是质还是量，都有很大幅度的成长。
在这样的背景下，镍氢电池的也越来越受到广大用户的关注。
镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规模生产，此后产量成倍增加。
镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并对环境无污染。
与镍镉电池相同，镍氢电池也具有记忆效应，但远小于镍镉电池，因此每次充电前没有必要进行放电操作。
镍氢电池的自放电率较大，可达25%—35%每月，其充电方式是以定电流充电，无法耐过充电。
不同型号的电池，由于体积，重量等因素的不同，因而储存容量也不同。
镍氢电池的这些性能也对其充电电路的设计有相关要求，本次课程设计题目就为镍氢电池充电器的设计，具有一定的实用价值。
二．方案设计提到镍氢电池，首先应考虑到电池充电器的基本组成部分，分析如下：第一，充电器一般用的都是220V的交流市电，而镍氢电池充电电压明显要小于220V，而且是直流电，因此充电器内应该有电源部分的电路，对外接的电源进行降压和整流；第二，对电池充电应要考虑该电池的充电电流的大小，对电流应该有个控制部分电路；第三，应时刻对电池两端电压进行检测，作为反馈接到控制部分。
即镍氢电池充电器电路由电源电路、电池电压检测电路、控制电路和充电电路组成，基本设计原理如图1所示：图1镍氢电池充电器电路原理框图由外接220V交流电压通过电源电路为整个系统进行供电，设计控制电路来调整充电电流等相关参数，最后通过充电电路来实现对镍氢电池的充电，与此同时利用电池两端的电压检测电路作为反馈到控制电路中，以此实现整体对镍氢电池的充电过程。
此方案的特点是设计结构清晰简明，工作可靠，无需调整，利用所学的模拟电子技术的只是便可解决。
三、电路设计1.直流稳压电源电路外接市电电源为220V，频率为50HZ的交流电，而实验需要的是直流稳压电源，所以首先应进行交直流的转换，对于整流来说，最常用的要算是二极管组成的桥式整流电路了，用四个1N4007二极管组成桥式电路进行整流。
镍氢智能充电器的设计(DOC)
目录设计总说明: (I)Instruction: (III)绪论 (1)1 概述 (2)1.1 镍氢电池的发展状况及其应用领域 (2)1.2镍氢电池的简述 (3)2 镍氢电池的充电原理 (4)2.1 充电相关术语 (4)2.2镍氢电池的工作原理和电化学原理 (6)2.2.1镍氢电池的工作原理 (6)2.2.2镍氢电池充放电时的电化学原理 (6)2.3镍氢电池的特性 (8)2.3.1镍氢电池的充放电特性曲线 (8)2.3.2 镍氢电池的使用寿命 (10)2.3.3 镍氢电池充电、放电过程中的注意事项 (10)2.4 充电方法、过程及充电终止控制方法 (11)2.4.1 充电方法 (11)2.4.2充电过程 (13)2.4.3充电终止控制方法 (13)3 硬件电路的设计 (15)3.1电路整体框架 (15)3.2控制芯片AT89C2051简介 (15)3.3充放电路的设计 (17)3.4 电压变换和模拟开关选通电路设计 (18)3.4.1 LF353简介 (19)3.4.2 TL431简介 (20)3.4.3 CD4051简介 (22)3.4.4电路功能及参数的确定 (24)3.5 A/D转换电路设计 (25)3.6 电路其他组成部分 (26)3.7 电路工作过程分析 (26)3.8误差分析及解决办法 (27)3.8.1 A/D转换误差分析 (27)3.8.2 误差解决办法 (28)3.9影响A/D转换速度的因素及提高办法 (28)4 程序设计 (29)4.1 设计整体思路 (29)4.2 主程序代码设计 (30)4.3 子程序设计 (34)5 结论 (37)参考文献 (39)附录A 系统电路图 (40)附录B 主要源代码 (41)致谢 (50)镍氢电池智能充电器的设计设计总说明:最近几年以来，数码技术的发展使人们对能源的要求越来越高，作为能源市场上的佼佼者，性价比高的镍镉镍氢电池可满足很多方面的需求，得到了众人的青睐，各种镍镉镍氢电池的充电器也得到了很大发展。
镍镉电池用恒流充电器
镍镉/镍氢电池用恒流充电器设计一、 设计任务：设计用于镍镉/镍氢电池充电的恒流充电器。
具体要求如下： 1、 该充电器可用于给4节镍镉/镍氢电池恒流充电。
2、 充电电流可在50~500mA 范围连续可调。
3、 输出恒流稳定性要好，电池电压在0.5V~5V 范围内变化时，充电电流变化小于1%。
4、 具有充电指示和过充保护功能。
二、 设计方案分析镍镉/镍氢电池由于容量大、效率高、寿命长，且可反复充电，目前在工业及日常生活中使用越来越广泛。
为了合理的设计镍镉/镍氢充电器，有必要了解镍镉/镍氢电池的基本知识。
1、 镍镉/镍氢电池及充电的基本知识不同直径及长度的镍镉/镍氢电池其容量是不一样的，表示容量的大小用xxx mA.h 。
一般常用的5＃和7＃电池其额定电压是1.2V ，终止放电电压大约为1V 左右，到了终止放电电压还要继续放电称为过放电。
在环境温度下，充入电池的电量为电池容量的120%~150%时，可认为电池已充满电，此时电池电压约1.4V~1.45V ，若超过1.5V ，则表示电池为过充电。
过充电或过放电都是对电池是有损害的。
对镍镉/镍氢电池采用恒流充电是一种标准的充电方法。
对电池充电电流的大小一般用充电率表示。
例如电池的容量是600mAh ，若采用0.5C 的充电率（C 表示电池的容量）充电，则充电电流为300mA 。
镍镉/镍氢电池的标准充电率是0.1C ，这样15小时左右即可将电池充满电，采用标准充电率的优点是对电池不会造成损害，缺点是充电时间长；镍镉/镍氢电池的快速充电率是(0.5~1)C ，这样3小时之内可将电池充满电，该方法的有点是充电时间短，但需要在电路中加入自动检测控制电路，以防止电池过充造成的温度过高，保护电池不受损害。
2、 充电器设计方案根据以上介绍，若采用快速充电法，一般采用智能快速集成芯片完成，它具有全面的保 护措施。
对于标准的恒流充电，可以采用图 所示方案实现。
将电网电压降压、整流滤波后，产生一直流电压；在经过稳流电路输出一个可调的恒定电流；测测保护电路的功能是根据充电电池的状态，自动控制恒流电路的输出，以保护电池。
7.2V充电器电路图
7.2V、2 700mAh的镍氢电池充电器电路
图1所示是摄像机7.2V、2 700mAh的镍氢电池（6节串联）充电器电路。
在充电器接通电源和充电过程中，红光LED亮；在电池充满电时，绿光LED亮。
RP1、R2、R3、R4、VT1组成可调恒流源（VT1为达林顿晶体管），调节RP1可使充电电流从0 到1A连续变化。
R6、RP2、R7、C2、VT2和J组成电压检测电路，在充电过程中当电池电压升至设定值时，VT2饱和导通，J得电吸合，触点JK；转换位置，使VT1失去偏压而截止，绿光LED 亮，指示已充满电。
同时JK2也转换位置，使R5接入充电回路对电池组进行约100mA的涓流充电。
镍氢电池的涓流充电电流一般为其容量的2％，镍镉电池的涓流充电电流一般为其容量的1/1 6。
本机装后需要调整的只是检测部分的自停电压。
方法很简单，如规定电池的终止电压为１．５×６＝９．０Ｖ，可将开关Ｋ断开，在Ａ、Ｂ两点之间接入一只可调稳压电源，把电压调整到９．０Ｖ，再调Ｗ２使Ｊ刚好吸合即可。
另外，为电池组充电所需的直流供电电压可按公式“电压（Ｖ）＝１．５×电池节数＋４”来计算。
还应注意快充时电池温度不超过６０℃，否则，应适当减小充电电流。
图1 7.2V、2 700mAh的镍氢电池充电器电路。
针对镍氢电池的充电器规格书
短路保护
有
充满保护-ΔV
3-6mV
充满保护0ΔV
0ΔV/5分钟
最大充电时间
9小时
涓流充电
有
0.1C
预充电及电池判断
假性-ΔV判断
有
非充电电池判断
有
电池电压过低唤醒及预充电
有
显示功能
上电时电池检测
红绿灯各0.5秒交替闪烁
2秒
无电池
熄灭
预充异常
红绿灯各0.3秒交替闪烁
电池反接
电池电压过高
充电
红灯长亮
充满或涓流
绿灯长亮
镍氢电 池充电器规格书
(适用于镍氢、镍镉电池）型号：ZDQI-MH-6H
功能
项目
参数
精度
适用电池包
电池材料
镍氢、镍镉
标称电压（V）
1.2
串联个数
8节
电池组最大容量
6AH
充电
持续充电电流（A）
1.0一条件达到时
停止充电并转涓
流充电模式
充电方式
ＰＷＭ脉冲充电
镍氢电池充电器的设计
镍氢电池充电器的设计序言社会信息化进程的加快对电力、信息系统的安全稳定运行提出了更高的要求。
在人们的生产、生活中，各种电气、电子设备的应用也越来越广泛，与人们的工作、生活的关系日益密切，越来越多的工业生产、控制、信息等重要数据都要由电子信息系统来处理和存储。
而各种用电设备都离不开可靠的电源，如果在工作中间电源中断，人们的生产和生活都将受到不可估量的经济损失。
对于由交流供电的用电设备，为了避免出现上述不利情况，必须设计一种电源系统，它能不间断地为人们的生产和生活提供以安全和操作为目的可靠的备用电源。
为此，以安全和操作为目的的备用电源设备上都使用充电电池。
这样，即使电力网停电，也可利用由充电电池构成的安全和操作备用电源，从容地采用其他应急手段，避免重大损失的发生。
而对于采用充电电池供电的用电设备，从生产、信息、供电安全角度来说，充电电池在系统中处于及其重要的地位。
特别是镍氢电池具有良好的充放电性能，可随充随放、快充深放，无记忆效应，不含镉、铅、汞等有害物质，对环境无污染，被称为绿色电池。
基于这些特性，所以镍氢电池得到了迅速的发展和广泛的应用。
镍氢电池充电器是为镍氢充电电池补充能源的静止变流装置，其性能的优劣直接关系到整个用电系统的安全性和可靠性指标。
本论文从镍氢电池技术特性、充电技术、充电器电路结构、充电器典型电路和电池保护等方面，多角度地阐述了充电技术发展和应用。
由于时间仓促以及本人水平有限，论文中难免存在疏漏之处，敬请老师批评指正。
第1章绪论1.1 课题研究的背景电池是一种化学电源，是通过能量转换而获得电能的器件。
二次电池是可多次反复使用的电池，它又称为可充电池或蓄电池。
当对二次电池充电时，电能转变为化学能，实现向负荷供电，伴随吸热过程。
对于二次电池，其性能参数很多，主要有以下4个指标：①工作电压：电池放电曲线上的平台电压。
②电池容量：常用单位为安时(Ah)和毫安时(mAh)。
③工作温区：电池正常放电的温度范围。
镍氢电池充电器电路图及原理分析
镍氢电池充电器电路图及原理分析镍氢电池充电器原理图:由LM324组成，用TL431设置电压基准，用S8550作为调整管，把输入电压降压，对电池进电行充电，电路附图所示.其工作原理是:1.基准电压Vref形成外接电源经插座X、二极管VD1后由电容C1滤波。
VD1起保护作用，防止外接电源极性反接时损坏TL431。
R3、R4、R5和TL431组成基准电压Vref，根据图中参数Vref= 2.5×(100+820)／820=2.80(v)，这个数据主要是针对镍氢充电电池而设计(单节镍氢充电电池充满后电压约为1.40V)。
2.大电流充电(1)工作原理接入电源，电源指示灯LED(VD2)点亮。
装入电池(参考图片，实际上是用导线引出到电池盒，电池装在电池盒中)，当电池电压低于Vref时，IC1-1输出低电平，VT1导通，输出大电流给电池充电。
此时，VT1处于放大状态-这是因为电池电压和-VD4压降的和约为3.2V(假设开始充电时电池电压约为2.5V)，而经VD1后的电压大约5.OV，所以，VT1的发射极－集电极压差远大于0.2V，当充电电流为300mA时，VT1发热比较严重，所以最好用PT=625mW的S8550，或者适当增大基极电阻以减小充电电流(注：由于LM324低电平驱动能力较小，实测IC1-2，IC1-4输出低电平并不是0V，而是约为0.8V)。
(2)充电的指示首先看IC1-3的工作情况：其同相端1O脚通过R13接Vref,R14接成正反馈，反相端9脚外接电容，并有一负反馈通路，所以，它实际上构成了滞回比较器。
刚开始时C2上端没有电压，则IC1-3输出高电平。
这个高电平有两个放电通路，一个通路是通过R14反馈到10脚，另一通路是经电阻R15对电容C2充电，当充电的电压高于10脚电压V+ 时，比较器翻转输出低电平；与此同时，由于R14的反馈作用，10脚电压立即下跳到V-，这时，电容C2通过电阻R15放电，当放电的电压小于10脚电压V-时，比较器再次翻转输出高电平，由于R14的反馈作用，10脚电压立即上跳到V+，此后电路一直重复上述过程，因此，IC1-3的输出为频率固定的方波信号。
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Ｖ＋
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ＰＧＭ２ ＰＧＭ３
ＣＣ ＧＮＤ
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Ｃ１２２ ｌｆＨＫ
ＰｌＩ｝ｊ ｆＨＡＲＧＦ
田２应用电路 Ｆｉｇ．２ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ
仪器内部６节１８００ｍＡＨ的镍氢电池ＢＡｌ０１标称电压为７．２Ｖ，二极管１）１０２为防止电池经ＤＲＶ 端对芯片放电，接人电源后，通过Ｒ１２０对Ｃ１２２充电，当Ｖ＋端达到５Ｖ即为稳定，并开始快速充电．
Ｎｉｅｄ／ＮｉＭＨ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｆａｓｔ—Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅｒ
ＺＨＡＮＧ Ｒｕｉ
（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｈｏ ２５５０９１，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｆａｓｌ ｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｉｎｓｔｒａｍｅｎｌ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｉｓ Ｉｎｔｒｏｄｕｅｅｄ ｌｎ ｄｃｔａｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｎｉｅｄ／ＮｉＭｈ ｂａｔｔｅｒｙ；ｆａｓｔ—ｃｈａｒｇｅ；ＭＡＸ７１３
输入电源ＤＣＩＮ最低时．应保证流人Ｖ＋电流５ｍＡ，由此计算Ｒ１２０ Ｒ１２０一（Ｖｒ）ｃＴＮ．ＭｌＮ ５Ｖ）／５ｍＡ一（９．０Ｖ一５Ｖ）／５ｍＡ一９１０ｎ
快速充电状态，使用中我们采用检测充电斜率的方式来检测电池是否充满．快速充电电流Ｉ…由
电流采样电阻Ｒ１１８和限流门限电压２５０ｍＶ所决定，由下式计算 Ｒ１１８—０．２５Ｖ／ＴＦ＾ｓＴ一０．２５Ｖ／６００ｍＡ一０．４２０
在使用中我们选取０．５ｆｌ的电阻代替０．４２ｆｌ的电阻． Ｉｒ一”也由充电速率决定．充电速率为ｃ，则充电约需１小时；Ｃ／３则需充电约３小时．Ｉ，．ｓＴ可由下式 决定
ＩＦＡｓＴ一电池容量／充电时问一１８００ｍＡｈ／３ｈ一６００ｍＡ 涓流充电时，ＭＡＸ７１３通过改变电流放大器增益，也改变了Ｒ１１８上的限流门限，实现不同涓流的 控制．涓流大小由管脚ＰＧＭ３设置．ＭＡＸ７１３应用时主要有三种设置．： （１）充电电池节数设置：根据不同的电池数，由管脚ＰＧＭＯ和管脚ＰＧＭｌ的组合进行设置， （２）充电速率设置：根据充电速率确定充电时问，再由管脚ＰＧＭ２进行设置． （３）涓流电流设置：根据所选涓流电流，由管脚ＰＧＭ３进行设置． 根据我们的需要，将ＰＧＭＯ，ＰＧＭｌ，ＰＧＭ２，ＰＧＭ３的关系设置为： ＰＧＭ０：开路， ＰＧＭｌ：开路．与ＰＧＭ０组合选择电池数为６节． ＰＧＭ２：接ＢＡＴＴ一端． ＰＧＭ３：接ＲＥＦ端，与ＰＧＭ２组合选择充电时间为３小时，充电斜率限制开， 电压稳定回路稳定ＢＡＴＴ与ＢＡＴＴ之间的最大输出电压，电流稳定回路稳定充电电流，包括快速 充电电流和涓流充电电流．若负载按典型应用电路的连接，稳定回路可以保证：（１）上电时，取走电池而 不中断负载电流；（ｚ）负载电流变化不影响对电池充电． 当Ｖ。一川－被置于Ｖ＋端，ＢＡＴＴ＋至ＢＡＴＴ一的最大电压等于１．６５Ｖ×设置电池数目．ｖＬＴ。。。被置小于
第１ ６卷第１期 ２００２年３月
山东工程学皖学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
文章编号：１００７ １８５７（２００２）０１—００５８—０３
Ｖ０１．１６．Ｎｏ １ Ｍａｒ，．２００２
新型便携式仪表用镍氢／镍铬快速充电器
张睿
（山东理工大学，山东淄博２５５０９１）
收辅日期ｚ００２ ０１ ０５ 作者筒介：张睿（１ ９７０）．女．山东秦安人．山东理工大学计算机科学与技术学院讲师．从事通信工程方向的研究
万方数据
第ｌ期
张睿：新型便携式仪表用镍氮／镍铬快速充电器
泄露电流５＂Ａ；十５Ｖ并联稳压器驱动外部逻辑电路． ＭＡＸ７１３以恒流对电池充电，工作时处于二种状态之一．快速充电状态为大电流，一旦检测到电池
万方数据
பைடு நூலகம்
式中ｇ。一０．００１８Ｓ（西门子）；ｃ：单位为Ｆ（法拉）． 为保证环路稳定，应满足：
ＢＷ。。．ｆ．萁中，。是Ｑ．的共发截ｌＬ频率．
Ｊ）１ＩＫ； ＴＩＩｌｌ ＩＮ４１Ⅲ７
ＲＩ¨ｆ， ５＠１Ｗ
Ｑ１０１ ２５Ｃ２ｎ
Ｒ１（】５ ｌ”＠Ｉ／２Ｗ
围３线路买现 Ｆｉｇ．３ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ
电压斜率检测．比较采样间隔１一的电池电压，可得充电电压斜率．电压斜率的分辨率为２．５ｍＡ／ ｔ／。．ＭＡＸ７１３检测到电压斜率为负即判断电池充满并关断快速充电．
为了配台ＭＡＸ７１３管理芯片的使用，前端的ＡＣ／ＤＣ变换部分我们采用丁开关电源ＡＣ／ＤＣ变换 方式而舍去使用变压器的传统Ａｃ／Ｄｃ变换方式．这种方式使得充电器自身的重量大大减小，同时适应 交流电压的范围大大加宽．其具体的参数为
充满，自动转入小电流的涓流充电状态．通过定时器、电压斜率检测和温度比较器来检测电池充满状态． 不接电源时，ＭＡＸ７１３仅从电池吸入最大５ｐＡ的泄露电流．典型应用电路如（图２）所示．
ＢＧｌＩ¨ Ｄ１¨２ ＩＮ４１Ｈ】
Ｂ一．Ｃｉ舢“∽忡
ｌ上｜＿上｝ 三ｂ卫，
ＩＣｌｌ２ ＭＡＸ：１２
■州ｒ＝厂纠州１叫刻 辫薹｜Ｉ麓警
对于１８００ｍＡｈ的镍氢可充电电池来说，正确的充电放电过程是安全使用电池的前提．一般情况 下．电池损坏的原因多为过充电或是过放电，由此给电池造成不可恢复性的破坏，所以科学的对可充电 电池进行冲放电很关键，为些我们使用美国ＭＡＸＩＭ公司的一只专用充电控制芯片对镍氢可充电电池 进行充电维护．
１原理
ＭＡＸ７１３是美信公司生产的专门用于对镍氢、镍铬电池 进行充电的控制芯片，它能控制产生比最高电池电压至少大 １ｖ的电源，对镍氢或镍铬电池进行快速充电．可对１节至ｌ一， 节串联电池组充电，最快充电速率达４Ｃ，通过检测充电的电 压斜率为负来结速快速充电．并允许对电池充电同时，对外部 负载供电．采用１６脚ＤＩＰ或ＳＯ封装（如图１）
外部仅需一个功率晶体管、一个二级管、三个电阻和三个 电容．大功率充电时，可构成开关型电池充电器，以减小功耗．
２主要性能
Ｆ ，Ｅ
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警端搿ＭＭ篇
圈１引脚圈 Ｆｉｇ １ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｄｉａｇｒａｍ
对镍氢或镍铬电池快速充电；可对１节至１６节串联电池 充电；线形或开关型电源控制；充电同时提供电池负载功率；快速充电速率由Ｃ／３至４ｃ；涓流充电速率 Ｃ／１６；自动切换快速充电与涓流充电；电压斜率、温度和定时器检测快速充电关断；不充电时，电池最大
ＡＣ输入电压范围：１００Ｖ～２６０Ｖ ＩＸ：输出额定电压：９．７Ｖ ＤＣ输出最大电流：８００ｍＡ 具体线路见图３所示，这里不详细介绍线路原理，请参看有关开关电源的设计文献．
参考文献： ［１］关德新编单片机外图器件实用Ｔ－Ｓｔ［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社．１９９８． １２３ＭＡＸＩＭ器件手册·ＭＡＸＩＭ公司．１９９０
万方数据
６ｎ
山东工程学院学报
２．ｊＶ时．ＢＡＴＴ＋至ＢＡＴＴ一的最大电压等于ｖ¨。。，×设置电池数目．外接滤波电容Ｃ１２３可使回路稳
定，通常Ｃ１２３＞１０ｐＦ，对外部负载输出功率时应增大Ｃ１２３电容值． 外接电容Ｃ１２１影响电流环路的稳定．电流环的带宽ＢＷｃＲＬ由下式决定
ＢＷｆＲＬ（Ｈｚ）一骺／ＣⅢ
摘要：论述了一款便携式仪器可充电电池充电器的设计过程，同时详细介绍了新型便携式仪
器用镍氢／镍铬快速充电器的设计原理．
关键词：镍氢／镍铬电池；快速充电；ＭＡＸ７１３
中图分类号：ＴＧ２５０．２
文献标识码：Ａ
在设计一款汽车用耗油量测试仪的时候，为了使仪器使用起来方便、减小仪器的体积和外界对仪器 测量精度的干扰，在仪器内部我们使用了６节１８００ｍＡｈ的镍氢可充电电池作为仪器的电力供应，保证 了仪器使用的可靠性．同时为了保证仪器内部可充电电池的安全使用寿命，设计了这款便携式仪器用镍 氢／镍铬快速充电器，从使用的效果来看，达到了设计的目的．