鎘鎳蓄電池充電電路

鎘鎳蓄電池充電電路

由于半導體集成電路的迅速發展、人們消費水平的不斷提高、乾電池本身固有的缺點及價格的上升等，使得鎘鎳蓄電池（主要是密封結構型）越來越廣泛地應用于便攜式收錄機、電動刮須刀、手電筒、手錶、電子計算器、無線電對講機、助聽器、閃光燈、信號報警裝置及照明燈等許多方面。

鎘鎳蓄電池的特點是放電電壓平穩、耐壓充電壽命長，可以反復充電，幾乎不需要維護等。雖然一次性投資較大，但與鋅錳乾電池相比，經濟效益卻是高的，因隔鎳蓄電池充電次數可高達千次以上，充電能使鎘鎳蓄電池恢複其工作能力。為此，掌握好鎘鎳蓄電池的充電方法是十分必要的。

對於便攜式電器具中週期使用的鎘鎳蓄電池，應進行標準充電和快速充電；對於交流供電，而作為備用電源的鎘鎳蓄電池，應採用連續補充充電，即充電時電池與負載相隔離；或採用浮充電，即充電時電池和負載相連接。

蓄電池的充電方式分恒流充電和恒壓充電兩種，由于恒流充電方法有利于充電時間和電池的使用壽命，故密封形鎘鎳蓄電池常採用恒流充電法。

為便于讀者瞭解與選用，現介紹部分恒流充電電路如下：

1．電阻限流充電電路

圖60-1為常用的橋式整流濾波充電電路。

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圖60-1

圖中的R為限流電阻，限制充電電流。DW為穩壓二極管，保證電池兩端的電壓不超過最大的規定電壓。

此電路適于充電電流小于200mA的充電器。

2．單只晶體管恒流充電電路

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圖60-2

圖60-2為單只晶體管恒流充電電路。三極管BG、穩壓二極管DW、電阻R1和R3和電容C組成恒流源，其充電電流為：

I充=UDW-UDE R1

BG的β值應大于60。

3．具有反接保護的充電電路

鎘鎳蓄電池嚴禁反向充電，以防電池損壞。圖60-3為反接保護充電電路。

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圖60-3

三極管BG1、發光二極管LED和電阻R1、R2等，組成簡單的恒流電路；BG2和R3組成反接保護電路。電池正接時，BG2正偏導通，BG1導通；電池反接時，BG2反偏截止，BG1因無基極電流也隨之截止，電池無反向電流流過而得到了保護。本電路適于充電電流小于50mA。

4.穩壓集成電路充電電路

由于穩壓集成電路的問世，用穩壓集成電路製作的充電電路也隨之出現，圖60-4是用7805集成電路接成的恒流充電電路。

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圖60-4

圖中的發光二極管LED，作充電指示用。本充電電路的工作電壓為直流24V，它可以給1～10節鎘鎳蓄電池充電。圖中電阻R的阻值與電池容量及充電電流有關，可參見表60-1。

表60-1電阻R與電池容量及充電電流的關係

電池容量(Ah)	充電電流(mA)	電阻R(Ω/W)	實際電流(mA)
0.5	50	130/0.5	50
1.5	150	43/2	150
3.0	300	22/5	295

5．限流、限壓充電電路

圖60-5，是利用三端可調穩壓集成電路317組成的限流、限壓充電電路。

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圖60-5

輸出電壓決定于電阻R2，故V充=1.25(1+R2′ R1)-I充R4

其中R2′是R2與BG等綜合作用後的等效電阻，略小于R2。I充R4＝0．6V。

最大充電電流：

I充=0.6 /R4

6．全自動充電電路

圖60-6為簡單的全自動充電電路，它是由時基集成電路555組成，穩壓二極管DW對555內部比較器的基准電壓進行穩壓，能使被充電電池的電壓保持在最高電壓和最低電壓之間的最佳狀態。

當電池電壓低於555 腳調定的電壓時，腳輸出高電平，通過電阻R1、二極管D向鎘鎳電池充電。R1的作用是限制最大充電電流小于200mA。

當被充電電池的電壓高於腳調定的電壓時，腳輸出低電平，充電停止。二極管D的作用是防止被充電電池向時基電路放電。

7．用鉛酸蓄電池充電電路

用鉛酸蓄電池充電電路如圖60-7所示，它是用12V酸蓄電池給12V鎘鎳蓄電池充電。該電路是利用時基集成電路555的占空比各半（即50％），組成頻率約20kHz的方波振盪器，輸出的電壓經二極管D1、D2和電容C1、C2組成的倍壓電路，使十12V輸入電壓升為十22V輸出電壓，經穩壓集成電路78M05和100Ω電阻組成的恒流源，向鎘鎳蓄電池充電。充電電流在50mA左右。

78M05集成電路的最大輸出電流可達500mA。

8．無電源變壓器充電電路

無電源變壓器充電電路如圖60-8所示，它是利用電容器降壓獲得充電電源的，這樣一是省去了電源降壓變壓器，另是電容器降壓的本身具有一定的恒流作用，其關係為：

C（μF）＝15I（A）

通過選擇圖中K1～K4的不同組合，可達到輸出不同電流的目的。它共有12種，即0．05A、0．10A、0．15A、0．20A、0．25A、0．30A、0．35A、0．40A、0.45A、0．50A、0.55A和0．60A。

在使用時應注意，充電時電路有高壓。

9．連續補充和浮充電路

當鎘鎳蓄電池作為備用電源時，不需進行單獨的充電，借用交流電源向負載供電的同時，對鎘鎳蓄電池進行充電。

圖60?中（a）為連續補充充電電路。它是交流電源經變壓器降壓整流濾波後，由穩壓集成電路7806穩壓輸出，在通過二極管D1向負載供電的同時，通過電阻R向備用鎘鎳蓄電池充電。二極管D2的作用是隔離負載與電池。

圖60?中（b）則無隔離二極管，屬浮充電。

10.太陽能充電電路

太陽能電池的特點，在晴天每塊太陽能電池可提供0．5V、50mA的電能，而在陰天便無能為力了。為了使太陽能電池在陰天也能工作，就需在晴天時進行充電。

太陽能充電電路如圖60?/FONT>10所示。通過選擇天氣開關，除對太陽能電池本身充電外，還可以對鎘鎳蓄電池進行充電。當充電電壓高、電池大時，可用多個太陽能電池進行串聯、並聯相互組合來獲得。圖示電路只適于充一節0．5A時的鎘鎳蓄電池使用。