基于LM3914制作的自动充电器的工作原理

工作原理 工作过程

本充电电路具有放电功能，放电完毕自动转入充电状态，充至约90％后自动进入小电流续充至满。兼有电池电量指示功能，LED1～LED10指示的电压值见附表。

工作原理

路如图1。LM3914是电平、电压LED显示驱动集成电路，可工作于点／线显示状态，其内部框图如图2所示。LM3914内包含有一个可调基准电压源和10个电压比较器，10个1kΩ的精密电阻串联组成分压器，分别向各电压比较器提供比较基准。可通过外部电路向第⑥脚（电阻分压器高输入端）和第④脚（电阻分压器低输入端）提供所需基准电压。电阻分压器将⑥、④脚间电压均分为十段，与输入电压进行比较，相应的电压比较器便输出低电平（点显示状态时；若置于条显示状态，则低于输人电压的比较器均输出低电平），驱动对应的LED发光。内含的可调基准电压源由⑧脚调节，⑦脚输出。图1中，⑦、⑧脚外接电阻R1l、R2可控制基准电压源输出端⑦脚的电压，其值=1.25（1+Rl／R2）。本充、放电路利用其基准电压源输出的电压，作为控制充电的终止电压，其值为1.25（1+120／1000）=L4V。由④脚的外接电阻R3控制①脚LED1的点亮启动电压，即放电的终止电压，其值=1.4（21.5+1）／（10+21.5）=1lV。印刷板如图3所示。为了便于自制，三极管全部用TO-220封装形式设计。

工作过程

接通电源，K2闭合，接人充电电池，电池电压由⑤脚输入到电压比较器进行比较，此时若电池电压低于1.4V且可控硅SCR未触发，V2、V4截止，⑩脚高电平经R6使V1截止，V3、V5导通，电源经K2、R12、V5给电池充电。因本电路的LM3914工作在点显示状态，所以只有相应的电压比较器输出低电平，对应LED（LEDl0以下之一）点亮，指示此时电池充电电量。当电池充电电压上升至1.4V时，⑩脚输出低电平，V1、V2导通，V3、V5截止，停止充电。若电池需要放电时，按一下放电按钮K，可控硅SCR导通，V2、v4导通，V2使V3、V5截止，电池经R11、V4放电，V2、V4的驱动电流经R7、R9、SCR、R4.使LED1l点亮，指示电池正在放电，电池电压使对应LED点亮，指示此时电池放电电量。当电池放电至1.0V时，①脚输出低电平，可控硅SCR退出导通变为截止，V2、V4亦截止，V3、V5导通，自动给电池进行充电。电阻R4、R5为下拉电阻，其作用是分别使①、⑩脚在低电平状态时电位更低，使放电、充电终止动作更为可靠。LED0为电源指示。若要显示电池空载时电量，需将K2断开。

实际使用中，当电池充电电压刚上升至充电极限电压（1.4V）时，第10个电压比较器输出端⑩脚输出低电平，经过V5、V2、V1、V3的作用使充电停止，但充电时（特别是大电流充电时）电池电压并不是电池的实际电压，充电停止后，电池电压会下降少许，于是又开始充电，此过程充电一停止一电压下降一再充电一再停止……这时表现为充电电流开始下降，电池电压越接近1.4V，充电电流越小，最后变为涓流充电（约几毫安）。电池电压稳定在1.4V，不会过充，非常安全。

元件选择

SCR用1A以下的小型单向可控硅，若按下K钮后，SCR不能保持导通，可在其阴极接一个2k1）左右的电阻，以增加它的负载，加大导通电流即可。选择不同的R1阻值，本电路可对多节充电电池进行充、放电。充、放电电流分别由R12、R11决定。本电路中充电电流约120mA，放电电流约100mA。