电子小白也能搭：无MCU的镍镉充电器设计，附完整电路图
发布日期:2025-11-29
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镍镉(NiCd)电池因其高能量密度和长寿命而被广泛应用于消费电子产品中。制造商通常建议使用恒流充电方式。包括维基百科在内的多个网站建议，应以0.1C的速率(即额定容量的10%)安全地为镍镉电池充电14至16小时，而不是10小时。
慢速充电不会导致电池温度升高，从而避免影响电池寿命。由于充电过程中会损失能量，因此需要向电池提供比其实际容量更多的能量。所以，充电时间需要14到16个小时，而不是10个小时。
电池充电器
图1所示电路用于对由两节AA型1200mAh电池组成的镍镉电池组进行慢速充电。电池以120mA(1200mA的10%)的恒定电流充电约15小时。
图1：低成本镍镉电池(2节AA型1200mAh电池组)慢充电路图，带充电容量指示功能。U5和U6 LED条形图中的每个段表示充电容量增加10%。由于充电电流恒定，因此充电时间代表充电容量。10小时后，电池应充满。充电时间比实际需要的时间稍长一些，是为了弥补充电过程中的能量损耗。R2和C1用于计数器的上电复位。图中未显示U2、U3、U7和U8的Vcc和GND引脚。它们必须分别连接到9V直流电源和Vss。本电路不追求时间精度，每个段可能持续亮大约1小时。
每充电一小时，LED条形图上的一个段(U5和U6)就会亮起。15小时后，充电自动停止。该电路并非基于微控制器，因此即使没有编程知识或编程器的人也能搭建此电路。由于无需精确计时，因此这里未使用晶体振荡器定时电路。
工作原理
U1为555定时器，配置为非稳态多谐振荡器，用于产生宽度为0.88秒的脉冲序列。R7可替换为一个50K欧姆的电阻和一个50K欧姆的多圈电位器串联，用于调节。LED D2以该频率闪烁。
U7将此脉冲序列进行分频。引脚1输出212分频后，得到脉冲宽度为1小时的脉冲序列。U2A对这些脉冲进行计数。
U3是一个4线到16线解码器，具有低电平有效输出。选定的输出变为低电平时，对应的条形图段会亮起，而所有其他输出保持高电平。由于U3的第15引脚(即第16个输出)保持高电平，Q1导通，电池开始充电，D1也开始发光。
U4配置为恒流发生器。当R3设置为10Ω时，充电电流设置为100mA，即1200mA的10%。
第一个小时内，U3的11脚输出为低电平，LED条形图U5的第一段亮起。1小时后，计数器U2A加一，U3的9脚输出为低电平，LED条形图的第二段(U6)亮起。
这个过程会一直持续到第15段指示灯亮起，表示充电已进行15小时。当充电进入第16小时时，U3的第15引脚输出变为低电平，Q1关闭。
充电停止，“充电中”指示灯D1熄灭。该低电平输出连接至U8B反相器输入端，并在U2A时钟输入端输出高电平，从而停止进一步计数。因此，Q1继续保持熄灭状态。此时，电池已充满电，可以投入使用。
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