基于LM3914制作的自动充电器的工作原理.doc

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，LED1LED10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1k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脚（电阻分压器高输入端）和第脚（电阻分压器低输入端）提供所需基准电压。电阻分压器将、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脚调节，脚输出。图1中，、脚外接电阻R1l、R2可控制基准电压源输出端脚的电压，其值=1.25（1+RlR2）。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+1201000）=L4V。由脚的外接电阻R3控制脚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，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，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，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、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。