电路分析11-简易Ni-MH充电器

这是一个随富士通无线鼠标带来的USB镍氢电池充电器,时间比较久远了,拆开看看电路。镍氢电池(Nickel Metal Hydride, NiMH)是由镍镉电池(NiCd battery)改良而来的,其以能吸收氢的金属代替镉(Cd)。 它以相同的价格提供比镍镉电池更高的电容量、较不明显的记忆效应、以及较低的环境污染(不含有毒的镉)。 其回收再用的效率比锂离子电池更好,被称为是最环保的电池。AAA或AA型镍氢电池标称电压为1.2V,充满电后电压为1.4-1.45V。

USB端口可以插鼠标的无线接收器,可能以前的无线鼠标功耗大,电池耗电快,所以配个充电器?

USB5V供电,电流80mA,充容量大的电池充电时间确实需要很长。

标明只能用于AA型Ni-MH电池。

拆开后可以看到电路极为简单,测绘电路图如下。

当没有放入待充电电池时,5V经过M7整流管后,到达PNP管B极和E极的电压几乎一样,B极无足够电流通过,LED不点亮。

当放入电池充电时,5V经过M7后,PNP管E极电压约4.3V,B极电压为约3.6V,两个镍氢电池的最大电压也不会超过3V,不满电的状态下电压不会高于2.8V,所以这时R4两端电压至少0.6V,有电流流过R4,PNP管导通LED点亮。充电电流经过3个82欧电阻并联为27欧,充电电流大小就是4.3V减去电池电压除以27欧。比如当前电池电压为2.8V,(4.3V-2.8V)/27R约等于55mA。镍氢电池充满后电压为1.4-1.45V,两个也只有2.8-2.9V,所以只要有电池放进来,指示灯就会点亮,就算是电池充满电指示灯也不会熄灭,充电电流也会一直存在,只不过电流会随电池电压升高而减弱,电池充满也不能判断充电电流。这也是这种极低成本充电电路的缺陷。

拆解简单的锂电池充电器

这是小孩买的充玩具电池用的单节锂电池充电器。USB5V电压输入,4.2V500mA输出,这个数值也符合USB2.0的电流标准。电池夹设计成弹簧式,可根据电池长度调节,可以充18650等型号的锂电池。有个充电指示灯,充电时是红色,充满是绿色。用一个手电上的老旧18650试充了一下,可能电池老化了,充满后是电池电压在4.0几伏,充电器空载时测输出极耳电压是在4.2V。拆解看看里面电路。

电路非常简单,用的是微源半导体的LP4054H,整个电路也是使用了典型的应用原理图。从资料手册可以了解到LP4054H是一个完整的恒流/恒压单芯锂离子电池线性充电器。专门设计工作在USB电源规范。无需外部检测电阻,由于采用内部 MOSFET 架构,因此无需阻塞二极管。热反馈可调节充电电流,以限制高功率运行或高环境温度下的芯片温度。充电电压固定在 4.2V,充电电流可通过单个电阻进行外部编程。当输入电源断开时,LP4054H 会自动进入低电流状态,将电池耗电电流降至 1µA 以下。其他功能包括充电电流监视器、自动充电和用于指示充电终止和输入电压存在的状态引脚。

20241218