用LM324制作的充电器
用lm324制作的充电器,lm324 battery charger
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5.0v，所以，vt1的发射极一集电极压差远大于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10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。
其次看ic1-4的工作情况：电池电压经r2、r16分压，接ic1-4的12脚，因为r2<
最后看ic1-1的工作情况：当ic1-2输出低电平时，显然ic1-1的3脚为低电平，而其2脚通过r1接vref所以，ic1-1也输出低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，r11和vd5两端电压差为零，因此，vd5(饱和指示)不能点亮!
另外，由于ic1-1输出低电平，无论ic1-3的9脚电压如何变化(电容充、放电在该脚形成三角波电压)都不会受ic1-1输出的影响——因为ic1-3的9脚电压(要么高到v+，要么低到v-)始终高于ic1-1的输出，vd6反偏截止!所以，这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：vd2点亮，指示电源正常；vd3闪烁，指示电池充电正常；vd5不亮。
3．小电流充电
当充电一段时间后，电池电压慢慢上升到接近vref时，ic1—2输出电压慢慢上升，于是，流过r7的电流慢慢减小，即流经vt1基极的电流慢慢减小，因此vt1输出的电流也会慢慢减小，但电池电压还会持续不断地缓慢上升，当电池电压几乎等于vref时，ic1-2会输出较高电压，这时ic1-1的3脚电压高于2.80v(反相端2脚的输入端电压)，比较器翻转输出高电平。该电压有两个作用：一方面会使vd5正偏导通被点亮(此时，ic1-4输出还是低电平)，指示充电饱和；另一方面vd6也正偏导通，而r17很小，实际上是强制c2上端为高电平，所以ic1-3的9脚电压高于10脚电压，ic1-3被强迫输出低电平，vd3因无正偏压而熄灭。
虽然，从外在的表现看充电灯熄灭，饱和灯点亮在某一时刻瞬间转换完成，但是实际上充电过程却是逐渐过渡的：当电池电压远低于vref时持续大电流充电，当电池电压接近于vref时充电电流慢慢减小，直至逐渐充电趋近零——即使饱和灯点亮时，小电流充电仍在继续!
所以这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：vd2点亮，指示电源正常；vd3不亮；vd5点亮(饱和指示，小电流充电)。
4．ic1-4的用途
从上面2、3内容的分析中可以看出，无论电路是大电流或小电流充电，ic1-4的输出一直是“低电平”，好像它没有什么作用似的，还不如直接把vd3、vd5负极接“地”?刚开始设计时，确实没有考虑用ic1-4，把vd3、vd5的负极直接接地。然而，当制作好后通电工作时发现一个问题：当不装电池通电时，饱和指示灯vd5点亮——这显然不合适!因为，没装电池时vt1处于微导通状态，ic1-2的5脚电压高于vref,ic1-2输出高电平，于是ic1-2也输出高电平，vd5点亮。
若在原理图中接入ic1-4，没装电池时vt1处于微导通状态，ic1-4的12脚电压也会高于vref，因此，ic1-4输出高电平，这样vd5就不能点亮。
需要说明一点，外接输入电压不能太高，也不能太低。输入电压太高，大电流充电时调整管发热严重；另一方面，ic1-2输出高电平的时间会因为电源电压较高而提前超过vref(设定值)，这样就会给我们一个错觉，电池很快就充满了!实际上并非如此。
输入电压太低也不好，同上面的分析一样，ic1-2输出高电平的时间会因为电源电压较低而迟后，更有甚者，也可能永远达不到vref,充电指示灯一直闪烁，但大电流充电过程早已结束。所以，外接电压太高或太低，充电和饱和指示的状态是不准确的。
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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5.0v，所以，vt1的发射极一集电极压差远大于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10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。
其次看ic1-4的工作情况：电池电压经r2、r16分压，接ic1-4的12脚，因为r2<
最后看ic1-1的工作情况：当ic1-2输出低电平时，显然ic1-1的3脚为低电平，而其2脚通过r1接vref所以，ic1-1也输出低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，r11和vd5两端电压差为零，因此，vd5(饱和指示)不能点亮!
另外，由于ic1-1输出低电平，无论ic1-3的9脚电压如何变化(电容充、放电在该脚形成三角波电压)都不会受ic1-1输出的影响——因为ic1-3的9脚电压(要么高到v+，要么低到v-)始终高于ic1-1的输出，vd6反偏截止!所以，这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：vd2点亮，指示电源正常；vd3闪烁，指示电池充电正常；vd5不亮。
3．小电流充电
当充电一段时间后，电池电压慢慢上升到接近vref时，ic1—2输出电压慢慢上升，于是，流过r7的电流慢慢减小，即流经vt1基极的电流慢慢减小，因此vt1输出的电流也会慢慢减小，但电池电压还会持续不断地缓慢上升，当电池电压几乎等于vref时，ic1-2会输出较高电压，这时ic1-1的3脚电压高于2.80v(反相端2脚的输入端电压)，比较器翻转输出高电平。该电压有两个作用：一方面会使vd5正偏导通被点亮(此时，ic1-4输出还是低电平)，指示充电饱和；另一方面vd6也正偏导通，而r17很小，实际上是强制c2上端为高电平，所以ic1-3的9脚电压高于10脚电压，ic1-3被强迫输出低电平，vd3因无正偏压而熄灭。
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