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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。

9V电池的那些事

前些日子，QQ群里有朋友询问Arduino连接舵机的问题。故障现象就是上电后起动舵机，舵机无法被驱动，而且Arduino也会随之无法正常工作。询问后得知所使用的电池为普通的9V电池。所以造成这个问题的原因就是所使用的电池负载电流小于电路所需要的电流，在舵机工作时，负载电流过大，使得电压下跌，造成电路无法正常工作。一个小型舵机动作时电流需要大约150-200mA，加上Arduino电路所需要的电流，估算为250mA，超出了普通9V电池的负载范围了。

前世
在上世纪5、60年代便携式晶体管收音机兴起时，对于电压和体积的要求，9V叠层电池应运而生，因此也称之为“晶体管”电池（”transistor” battery）。一枚9V电池相当于6只1.5V的小电池串联而成（现代的9V也有3只3V电池组成）。劲量公司声称9V电池是由他们在1956年首先推出的。

今生
如今9V电池，代号为PP3电池，是一种形状为圆角长方体的电池，由6颗1.5V或3颗3V的电池组成，其额定输出为9伏特。9V 电池大小为 48毫米 × 25毫米 × 15毫米（ANSI标准1604A）。PP3主要是指连接电池电极的连接器，PP3连接器，六角形的连接端子为正极，圆形的连接端子为负极，反之在电池上六角形的连接端子为电池的负极，圆形的连接端子为电池的正极。根据使用的电解物质不同，9V电池主要有这些类型：碱性6LR61、碳性6F22一次性电池，锂、镍氢（Ni-MH）、镍镉（Ni-Cd）可充电电池。这些类型的电池负载电流从几十mA到几百mA不等。现在9V电池主要用途是仪表电池、烟雾探测器、无线话筒、无线遥控器等。这些都是需要电压高（相对于AA、AAA等1.5V或钮扣电池而言），电流小的应用场合，像玩具车、闪光灯等这些需要电流比较大的用途，9V电池则不适合使用。

下面是通过一段视频，了解一下9V电池在不同的电流负载情况下，电压下跌的状况。视频中的电池存放时间比较久，容量相对较低，只做参考观看。测试中电子负载的电流参数从10mA一直调到到250mA，可以看到电压从大于9V一直跌到4.5V。

20220928

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