自制限压保护型充电器

　　袖珍收音机、放音机等小家电(下称用电器)常采用镍镉电池供电，常规的充电方法是：当电池放电到一定程度，从用电器取出电池，然后放入专用充电器充电，充足电后再装入用电器使用。这样取出、装入极不方便。如果在充电器输出端焊接一插头，通过用电器的电源插座对电池直接充电，虽避免了电池取出装入的麻烦，但由于充电器常根据镍镉电池的性质设计为恒流充电方式，一旦用电器内部电池接触不良，如果不慎打开了用电器开关,当用电器工作电流小于充电电流时，会使加在电路两端电压升高，将对用电器造成危害甚至于损坏。为此，本人设计制作了该限压保护型充电器。

　　

 

　　工作原理：电路如附图所示。变压器T、VD1~VD4、C1为整机提供工作电源;时基电路555及其周边元件组成限压控制电路;VT1和R9组成被充电池极性检测电路;VT2、LED2、RP等组成简易可调恒流源充电电路。电路中，LED1的正极接在555的控制端⑤脚，将555上比较器阈值端电平设定在2V左右(即发光管的正向压降)，同时还起到电源指示的作用;LED2起着充电指示与稳定VT2发射结电压的双重作用。R1~R4分压电路和S2组成限压值切换电路，设3V、4.5V和6V三档，以适用于不同工作电压的用电器使用;S3用于充电极性的转换，以适用于不同插座极性的用电器使用。工作过程如下：打开电源开关S1，电路得电工作，LED1发光指示已接通充电器工作电源。在加电初始，因C2两端电压不能突变，555因②脚为低电平而置位，③脚输出高电平，⑦脚放电端内部三极管截止，1.在不连接用电器的情况下，VT1因无基极电流而截止，VT2截止，LED2不发光，充电器对外无输出。2.当将充电器插头插入装有电池的用电器插座时，若电池极性正确(即A点为正)，电池残存电能通过S3、R9加到VT1的发射结，使VT1导通，VT2进入工作状态，其集电极电流一路通过S3、插头座等对电池充电，另一路则通过R9为VT1提供基流，使VT1维持导通，LED2发光指示充电正在进行。3.当电池电压充到一定值或因电池接触不良，使A点电压升高到经R1~R4分压使555⑥脚电位大于⑤脚电位(即2V)时，555置零，其⑦脚内部放电管导通输出低电平，VT1、VT2截止，迅速切断了充电回路，从而对用电器起到了保护作用，同时LED2熄灭。4.当用电器极性不正确，即A点对B点(地)为负时，VT1、VT2亦截止，从而防止了对电池的反向充电及对用电器的保护。此时LED2不发光，需通过S3将极性转换至正确的位置，对电池进行正常充电。电路中，VD5的作用是：当555③脚输出高电平时，通过VD5对C2迅速充电，使555②脚及时上升为高电平，当电池有接触不良情况使⑥脚电位>⑤脚电位时，555迅速输出低电平，及时切断充电回路;R5的作用时：当因电池接触不良等原因致使555置零时，其③脚为低电平，C2通过R5放电，放电到②脚电平≤1/2⑤脚电平，555③脚又翻转输出高电平，如果此时电池接触不良现象已解除，则充电器又自动投入充电状态。

　　元件选择：IC可选NE555、μA555等时基电路;T选次级电压为6~9V的3W变压器;S2用单刀三掷开关，S3用双刀双掷开关;VT1选β≥100的NPN硅三极管，VT2选β≥100、Icm≥500mA的PNP型硅三极管，如8550等。为了使本充电器通用，充电器输出插头XP选用十字型电源插头;电阻除R8选择3Ω/2W外，其余电阻均采用1/8W电阻。其它元件如图所注。

　　调试与使用：本电路调整非常简单，电路装好后，只需将万用表置电流档串接于充电回路，视电池类型微调RP，将充电电流调整到规定值即可。一般情况下，对于供5#镍镉电池充电使用时，将充电电流调整在50mA标准充电电流值即可。使用时，将充电器插头插入用电器，并通过S2根据用电器供电电压选择限压值，接通充电器电源开关S1即可对用电器内部电池充电。当将插头插入用电器，在确认电池需要充电的情况下，如果充电指示灯LED2不亮，一般是由于插座极性不正确，需通过S3把极性转换至正确位置。

　　最后需要特别说明的是：大多数用电器电源插座，当插入插头后电池是与电路断开的，需拆开用电器将插座断开两点焊在一起，方可采用本充电器对电池直接充电。