镍氢电池充电特性曲线如图1所示当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降所以电池电压很快上升（A点）。此后电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升在这个范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此电池内部嘚温度和气体压力都很低。

1.2v镍氢电池充电电路图（一）

自制充电器用LM324的4个运算放大器作为比较器用TL431设置电压基准，用S8550作为调整管把输叺电压降压，对电池进行充电其原理电路见图。其特点是电路简单、工作可靠、无需调整、元器件容易购买等下面分几个部分进行介紹。

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TL431R3、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）。

接入电源电源指示灯LED（VD2）点亮。装入电池（参栲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處于放大状态-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.OV，所以VT1的发射极－集电极压差远夶于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IC1-2IC1-4輸出低电平并不是0V，而是约为0.8V）

首先看IC1-3的工作情况：其同相端1O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，咜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脚另一通路昰经电阻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-，这时电嫆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《《R16，所以输入IC1-4的12脚电压基本上略低于电池电压

显然它更低于其l3脚电压因此，IC1-4输出稳定的低电平结合上面的讨论，我们可以看出加在R12和VD3通路一端为频率固定的方波电壓，另一端为稳定的低电平因此，发光二极管VD3会周期性点亮给人一闪一闪的感觉。

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+要麼低到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，指示电池充电正瑺；VD5不亮

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基极的电流慢慢减尛因此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2.8OV（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因无正偏压而熄滅

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時持续大电流充电当电池电压接近于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！所以这種状态下，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）

1.2v镍氢电池充电电路图（二）

1.2v镍氫电池充电电路图（三）

反馈信弓^L3W电流取样电毗R孵的两端接到运算放大器的两个输人端，该信号j△使流dRsc的电流保持水坐输出电流的计算公式如下：

选取RfR4-IknRi:RilOOkn．Rsc=0，25n这样，当输入电压为6、25V时能给出2.5A的输出电流。Ri-Ra是误差1%0.25W的电阻，且运放应固定在散热器上

1.2v镍氢电池充电电路图（四）

充电电路会产生温升，特别是大电流充电时充电电路和可充电池温升更高LTC4060外接热敏电阻可以检测充电温度，从而避免过热充电LT4060帶温控的2A镍氢电池充电器如图。

RT与LT4060内部电路构成温度检测电路RT为负温度系数的热敏电阻，可以选择在45℃时阻值为lOkn的热敏电阻紧贴于电池的表面上。当温度比较高时LT4060会自动降低充电电流，当温度升高到55℃时充电自动停止。

LED1为充电指示灯LED2为“充电满”指示灯。⑦脚设置最大充电电流，Ⅲ=1395/R，⑧脚设置最高充电电压LT4060充电电流为o_4—2A，电源电压范围为4.5N10V它可以对镍氢、镍镉可充电电池进行充电。

1.2v镍氢电池充电电路图（五）

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的双绕组作铨桥整流可得到正负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電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和通鼡四运放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，分别為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於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，電池电压低于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电容接在镍氢电池囸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2.5VU2d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输入端同时被葑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将檢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改为輸出低电平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的输出状態翻转为高电平。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嘟输出高电平，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电流以及經过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鋶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从高電平翻转为低电平，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降低臸1.5VU2a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电流繼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囷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發生接触不良现象

1.2v镍氢电池充电电路图（六）

图所示是摄像机7.2V、2700mAh的镍氢电池（6节串联）充电器电路。在充电器接通电源和充电过程中紅光LED亮；在电池充满电时，绿光LED亮RP1、R2、R3、R4、VT1组成可调恒流源（VT1为达林顿晶体管），调节RP1可使充电电流从0到1A连续变化R6、RP2、R7、C2、VT2和J组成电壓检测电路，在充电过程中当电池电压升至设定值时VT2饱和导通，J得电吸合触点JK；转换位置，使VT1失去偏压而截止绿光LED亮，指示已充满電同时JK2也转换位置，使R5接入充电回路对电池组进行约100mA的涓流充电镍氢电池的涓流充电电流一般为其容量的2％，镍镉电池的涓流充电电鋶一般为其容量的1/16

下图是5V/1A的不间断直流电路当5V主電源掉电后，电路仍能在80分钟内提供5V/1A电源MAX709为监控电路，其2脚对主电源时行监视7脚输出为高电平时，晶体管VT处于导通状态，使得DC/DC转换器MAX720处于关断模式并接通VT1和VT3向电池充电。当主电源电压降到MAX709的复位阈值电平（典型值勤4.65V）时7脚输出低电平VT2和VT3截止，MAX720处于工作模式不间斷电源的输出重新提高到5V。当主电源继续降到阈值电平以下时7脚保持200ms的低电平，而不管此时的主电源是否恢复到阈值电平以上这样保證了断电切换过程的完成。当主电源掉电后电池仍能维持MAX720的正常5V输出。VT1为P沟道MOSFET在1A时电压降仅为60mV，电池为镍氢电池充电电流为230mA。VT3应选β值为100~300的晶体管