点击率最高经典充电电路设计集锦

接USB时，升压变换器产生3.3V输出。连接USB时，D1上拉DC-DC升压变换器（U2）输出到 4.7V左右。当U2输出上拉时，它自动关闭而从电池汲取的电流小于1mA。在USB连接时，若对于输出从3.3V变换到4.7V不能接受，则可以加入一个与D1串联的线性稳压器。

　　此电路的限制是依靠系统来控制充电结束。U1仅仅做为一个电流源，若长期不管它，它将会过充电电池。R1和R2置U1的最大输出电压为2V，做为安全限值。“Charge Enable”（“充电使能”）输入起到系统结束充电作用以及枚举前降低USB负载电流的作用，这是由于充电器的150mA输入电流大于一个负载。■

　　图4 SOT-23功率MOSFET可增加有用的性能（如过压保护和加外电源时断开电池）。当电池充电无负载时，有效电源直接驱动系统。

　　图5 简单的设计使USB电源不直接接到负载，而是由DC输入到负载。当USB连接时，系统仍然由电池供电，而电池也正在充电。

　　图6 简单的NiMH充电/电源配置自动传送电源到USB，而设有复杂的MOSFET开关阵列。

4. 5V-USB充电器充电电路图

　　说明：为了简化电路，达到学习目地，图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用，用一个二极管D1完成整流作用。接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，通过R2给Q1的基极提供电流，Q1的发射极有R1电流检测电阻R1，Q1基极得电后，会经过T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在T1的（5、 6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中T1（1、2）输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电；其中T1（5、 6）经D6整流、C2滤波后通过IC1（实为4.3V稳压管）、Q2组成取样比较电路，检测输出电压高低；其中T1（5、6）、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路，让Q1工作在高频振荡，不停的给T1（3、4）开关供电。当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（5、6）、 IC1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又会升高；这样起到自动稳压作用。

　　本电路虽然元件少，但是还设计有过流过载短路保护功能。当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流大增，而Q1的发射极电阻R1会产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压会经过R3让Q2饱和导通，从而让Q1截止停止输出防止过载损坏。因此，改变R1的大小，可以改变负载能力，如果要求输出电流小，例如只需要输出5V100MA，可以将R1阻值改大。当然，如果需要输出 5V500MA的话，就需要将R1适当改小。注意：R1改小会增加烧坏Q1的可能性，如果需要大电流输出，建议更换13003、13007中大功率管。

　　C4、R5、D5起什么作用呢？T1变压器是电感元件，Q1工作在开关状态，当Q1截止时，会在集电极感应出很高的电压，这个电压可能高达1000伏以上，这会使Q1击穿损坏，现在有了高速开关管D5，这个电压可以给C4充电，吸收这个高压，C4充电后可以立即通过R5放电，这样Q1不会因集电极的高电压击穿损坏了，因此，这三个元件如有开关或者损坏，Q1是非常危险的，分分秒秒都可能会损坏。

5. 镍氢电池智能充电电路原理

镍氢电池智能充电电路原理

单只镍氢电池电压为1.25V，充电时最高为有 1.55V，它不宜使用高于3V的直流电源为其充电。将电源变压器输出为交流3.5V的双绕组作全桥整流可得到正负3.5V直流电，以负端输出作为零电平，中点即成为+3.5V可作给镍氢电池充电的直流电源，正端输出则成为+7V可作控制电路的工作电源。非满载输出状况时，中点电平约为4.9V，正输出端约为9.8V。满载输出状况时，中点电平为3V，正输出端约为7.9V。控制电路所使用的COMS门电路CC4093和通用四运放LM324均可在 6V～12V之间正常工作。

参见原理图，U1是内置电压比较器的稳压集成电路TL431，可提供2.5V精密基准电压。经R7～R10四只电阻串联分压，分别为U2a、U2b、 U2c三只电压比较器提供1.54V、1.25V、1.15V比较电压。U2a的负输入端与U2b、U2c的正输入端共同接在镍氢电池正端上，对电池两端电压进行检测。电池电压高于1.54V时U2a输出低电平，电池电压低于1.54V时U2a输出高电平；电池电压高于1.25V时U2b输出高电平，电池电压低于1.25V时U2b输出低电平；电池电压高于1.15V时U2c输出高电平，电池电压低于1.15V时U2c输出低电平。U2d的负输入端接在 2.5V基准电压上，正输入端通过R24电阻接中点电源上。与此同时，U2d正输入端通过C3电容接在镍氢电池正端上，在没有放入电池或通电数秒种后，U2d输出高电平。

在电池已经放入电路中的状况下接通电源，U2d正输入端被C3电容暂时短路接在镍氢电池正端上，电平不大于1.5V, U2d输出低电平；经过约1秒钟后, C3电容被充电，U2d正输入端电平高于2.5V, U2d输出高电平。如果放入的是没有放完电可以继续使用的电池，U2c将检测出电池的两端电压高于1.15V，输出高电平。在U2d尚输出低电平的时候，由与非门U3c、U3d组成的RS触发器将被置成U3c输出低电平，U3d输出高电平。1秒钟后U2d输出高电平，U3c、U3d的输出状态被保持不变。发光管LED4发红光显示电池不需要充电。而U3c输出低电平使BG1截止，与非门U3a输入端同时被封锁输出高电平，与非门U3b输出低电平，功率场效应管BG2截止。只有经过R1的约30mA电流给电池作涓流维持性充电。

如果放入的是放完电的电池，U2c将检测出电池两端电压低于1.15V，输出低电平。在U2d尚输出低电平的时候，由与非门U3c、U3d组成的RS触发器将被置成U3c与U3d都输出高电平。但在1秒钟后，U3d改为输出低电平，U3c继续保持输出高电平。发光管LED3发绿光指示电池需要充电。此时，U2b输出低电平使U3a输出高电平，U3b输出低电平，功率场效应管BG2截止。但U3c输出高电平使BG1导通，经R2提供约100mA电流和经过R1的30mA电流一起给电池作小电流充电。电池开始充电后，在电池电压高于1.15V、低于1.25V期间，U2c的输出状态翻转为高电平。但 U3c、U3d的输出状态保持不变，U3c继续输出高电平，BG1导通。因U2b的输出状态还是低电平使U3a输出高电平，U3b输出低电平，功率场效应管BG2截止。仍然只经R2提供约100mA电流和经过R1的30mA电流一起给电池作小电流充电。

经过一段时间小电流充电后，电池电压高于1.25V、低于1.54V，电压比较器U2a、U2b都输出高电平，此时U3c也继续输出高电平，从而使U3a 输出低电平，U3b输出高电平，功率场效应管BG2导通，经R3提供不小于500mA电流和经过R2提供的100mA电流以及经过R1提供的30mA电流一起给电池作大电流充电。此时LED1发绿光显示正处于大电流充电状态，LED3绿发光管熄灭。发光管LED2也熄灭。

在经过一段时间大电流充电，电池已经充足电，电池电压高于1.54V时，U2a输出低电平使U3a输出高电平，U3b输出低电平，功率场效应管BG2截止。LED1熄灭，LED2发光。与此同时，U3b从高电平翻转为低电平，将通过C2电容和R13构成的微分电路将U3d输入端短暂置为低电平，从而使 U3b输出端从低电平翻转为高电平。LED4发光显示电池已经充足电。U3a的输出端随之从高电平翻转为低电平，LED3熄灭，BG1也截止，只有经过 R1的30mA电流继续给电池充电。若继续进行涓流充电，电池电压将从1.55V降低至1.5V，U2a与U2b的输出端都将输出高电平，但此时U3a输入端已经被U3c封锁只能输出高电平，U3b输出低电平，功率场效应管BG2继续保持截止，只有经过R1的30mA电流继续给电池作涓流充电。

取出电池后或在没有放入电池的状况下接通电源，连接电池正端的E点电平为中点电位高于1.55V，U2a输出低电平，BG3截止，LED3和LED4都不发光。此时U3a输出高电平，U3b输出低电平，LED2发红光指示电路处于通电工作状态，LED1不发光。再放入电池，即刻重复上述自动检测充电过程。

其中，LED1与LED2、LED3与LED4可分别合用一只双色发光管。接通电源后，LED1与LED2总有一只发光。LED3与LED4必须放有电池才发光，因此可以判断电池是否放入并且没发生接触不良现象。

CC4093是带斯密特触发器的四2与非门，因其不易买到，可用普通四2与非门CD4011替代。

6. 7805恒流充电电路

7805恒流充电电路

图中是一款采用三端固定正输出集成稳压器7805作为恒流源的恒流充电器电路图，可以为两节镍氢充电电池充电，充满后指示灯自动熄灭。 1．电路工作原理。充电器电路由整流电源、恒流源、充电指示电路等部分组成。①集成稳压器7805与R4、R5、R6、R7分别构成50mA、 100mA、150mA、200mA恒流源，由开关S进行选择，以适应不同容量电池充电电流的需要。两节1.2V镍氢充电电池串联接人电路进行充电，二极管VD6的作用是防止被充电池电流倒灌。②晶体管VT1、VT2、发光二极管VD5等组成充电指示电路，充电开始时，因为被充电池电压很低，vD6正极电位也较低，不足以使VT2导通，VT2截止，VT1导通，VD5发光指示正在充电。随着充电的进行，VD6正极电位逐步上升。当被充电池充满电时，VT2 导通，使VT1截止，VD5熄灭。③变压器T、整流桥VD1～VD4、滤波电容C1等组成整流电源，为充电电路提供约12V的直流电源。