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鋰離子電池的工作機理是：電池充電時(shí)，正極材料中的鋰形成離子溶出，嵌入到負極改性石墨層中;電池放電時(shí)，鋰離子從石墨層中脫嵌，穿過(guò)隔離膜回填到正極鈷氧化鋰的層狀結構中。隨充放電的進(jìn)行鋰離子不斷的從正極和負極中嵌入和脫出，所以也有人稱(chēng)其為“搖椅電池”鋰離子電池單體的額定電壓為 3.6V,充電限制電壓為 4.2V，放電限制電壓為 2.5V 

鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)步驟：先是恒流充電，其電流恒定，電壓不斷升高，當電壓充到 4.2V 的時(shí)候自動(dòng)轉換為恒壓充電，在恒壓充電時(shí)電壓恒定，電流是越來(lái)越小的直到充電電流小于預先設定值為止，所以有人用直充對手機電池進(jìn)行充電的時(shí)候明明電量顯示已經(jīng)滿(mǎn)格了，可是還是顯示正在充電，其實(shí)這個(gè)時(shí)候的電壓已經(jīng)達到了 4.2V 所以電量顯示為滿(mǎn)格，那時(shí)就是在進(jìn)行恒壓充電過(guò)程，那么有人也許會(huì )問(wèn)，為什么要進(jìn)行恒壓充電呢，直接用恒流充到 4.2V 不就行了嗎，其實(shí)很容易解釋?zhuān)驗槊恳粋€(gè)電池都有一定的內阻，當用恒流進(jìn)行充電到 4.2V 的時(shí)候，這個(gè) 4.2V 其實(shí)并不是電池實(shí)際的電壓，而是電池的電壓加上電池內阻上消耗的電壓之和，如果電流很大那么在內阻上消耗的電壓也就很大，所以那是實(shí)際電池的電壓可能比 4.2V 小很多，所以要用恒壓充電過(guò)程，把充電的電流慢慢降下來(lái)，這樣電池的實(shí)際電壓就很接近 4.2V 。

本文詳細介紹了一種開(kāi)關(guān)型充電器，該充電器采用了RCC型直流開(kāi)關(guān)電源，即振蕩抑制型變換器，它與PWM型直流開(kāi)關(guān)電源有一定的區別。PWM型直流開(kāi)關(guān)電源由獨立的取樣誤差放大器和直流放大器組成脈寬調制系統;而RCC型直流開(kāi)關(guān)電源只是由穩壓器組成電平開(kāi)關(guān)，控制過(guò)程為振蕩狀態(tài)和抑制狀態(tài)。由于PWM型直流開(kāi)關(guān)電源中的開(kāi)關(guān)管總是周期性的通斷，系統控制只是改變每個(gè)周期的脈沖寬度，而RCC型直流開(kāi)關(guān)電源的控制過(guò)程并非線(xiàn)性連續變化，它只有兩個(gè)狀態(tài)：當直流開(kāi)關(guān)電源輸出電壓超過(guò)額定值時(shí)，脈沖控制器輸出低電平，開(kāi)關(guān)管截止;當直流開(kāi)關(guān)電源輸出電壓低于額定值時(shí)，脈沖控制器輸出高電平，開(kāi)關(guān)管導通。當負載電流減小時(shí)，濾波電容放電時(shí)間延長(cháng)，輸出電壓不會(huì )很快降低，開(kāi)關(guān)管處于截止狀態(tài)，直到輸出電壓降低到額定值以下，開(kāi)關(guān)管才會(huì )再次導通。開(kāi)關(guān)管的截止時(shí)間取決于負載電流的大小。開(kāi)關(guān)管的導通/截止由電平開(kāi)關(guān)從輸出電壓取樣進(jìn)行控制。因此這種電源也稱(chēng)非周期性直流開(kāi)關(guān)電源。

20V市電經(jīng)VD1～VD4橋式整流后在V2的集電極上形成一個(gè)300V左右的直流電壓。由V2和開(kāi)關(guān)變壓器組成間歇振蕩器。開(kāi)機后，300V直流電壓經(jīng)過(guò)變壓器初級加到V2的集電極，同時(shí)該電壓還經(jīng)啟動(dòng)電阻R2為V2的基極提供一個(gè)偏置電壓。由于正反饋作用，V2 Ic迅速上升而飽和，在V2進(jìn)入截止期間，開(kāi)關(guān)變壓器次級繞組產(chǎn)生的感應電壓使VD7導通，向負載輸出一個(gè)9V左右的直流電壓。開(kāi)關(guān)變壓器的反饋繞組產(chǎn)生的感應脈沖經(jīng)VD5整流、C1濾波后產(chǎn)生一個(gè)與振蕩脈沖個(gè)數呈正比的直流電壓。此電壓若超過(guò)穩壓管VD17的穩壓值，VD17便導通，此負極性整流電壓便加在V2的基極，使其迅速截止。V2的截止時(shí)間與其輸出電壓呈反比。VD17的導通/截止直接受電網(wǎng)電壓和負載的影響。電網(wǎng)電壓越低或負載電流越大，VD17的導通時(shí)間越短，V2的導通時(shí)間越長(cháng)，反之，電網(wǎng)電壓越高或負載電流越小，VD5的整流電壓越高，VD17的導通時(shí)間越長(cháng)，V2的導通時(shí)間越短。V1是過(guò)流保護管，R5是V2 Ie的取樣電阻。當V2 Ie過(guò)大時(shí)，R5上的電壓降使V1導通，V2截止，可有效消除開(kāi)機瞬間的沖擊電流，同時(shí)對VD17的控制功能也是一種補償。VD17以電壓取樣來(lái)控制V2的振蕩時(shí)間，而V1是以電流取樣來(lái)控制V2振蕩時(shí)間的。

如果是為鎳鎘、鎳氫電池充電，由于這類(lèi)電池存在一定的記憶效應，需不定時(shí)對其進(jìn)行放電。SW1是鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池充電轉換開(kāi)關(guān)。SW1與精密基準電源SL431為運放LM324⑨提供兩個(gè)不同的精密基準源，由SW1切換。在給鎳鎘、鎳氫電池充電時(shí)，LM324⑨腳的基準電壓約0。09V(空載);在給鋰離子電池充電時(shí)，LM324⑨腳的基準電壓約為0。08V(空載)，這種設計是由這兩種類(lèi)型電池特有的化學(xué)特性決定的。按下SW2，V5基極瞬間得一低電平而導通，可充電池上的殘余電壓通過(guò)V5的ec極在R17上放電，同時(shí)放電指示燈VD14點(diǎn)亮。在按下SW2后會(huì )隨即釋放，這時(shí)可充電池上的殘余電壓通過(guò)R16、R13分壓，C9濾波后為V4的基極提供一個(gè)高電平，V4導通，這相當于短接SW2。隨著(zhù)放電時(shí)間的延長(cháng)，可充電池上的殘余電壓也越來(lái)越低，當V4基極上的電壓不能維持其繼續導通時(shí)，V4截止，放電終止，充電器隨即轉入充電狀態(tài)。

由于鋰電不存在記憶效應，當電池低于3V時(shí)便不能開(kāi)機，其殘余電壓經(jīng)電阻R40、R41分壓后得到2。53V送入運算放大器的同相端③、⑤、⑩腳，由于LM324⑨腳電壓在負載下始終為2。66V，因此⑧腳輸出低電平，V3導通，+9V電壓通過(guò)V3 ec極、VD8向可充電池充電。IC1 d在電容C6的作用下，{14}腳輸出的是脈沖信號，由于IC1⑧腳為低電平，因此VD12處于閃爍狀態(tài)，以指示電池正在充電，對應容量為20%。隨著(zhù)充電時(shí)間的延長(cháng)，可充電池上的電壓逐漸上升。當R40、R41的分壓值約等于2。58V時(shí)，即IC1③腳等于2。58V時(shí)，IC1②腳經(jīng)電阻分壓后得2。57V，其①腳輸出高電平(由于在充電時(shí)，IC1⑨腳電壓始終是2。66V，V6導通;反之在空載時(shí)，IC1⑨腳為0。08V，V6截止)，VD10、VD11點(diǎn)亮，對應指示容量為40%、60%。當R40、R41的分壓值上升到2。63V時(shí)，即IC1⑤腳等于2。63V，其⑥腳經(jīng)電阻分壓后得2。63V，⑦腳輸出高電平，VD9點(diǎn)亮，對應充電容量為80%。只有IC1⑩腳電壓≥2。66V時(shí)，⑧腳才輸出高電平，VD13點(diǎn)亮，對應充電容量為100%。即使VD13點(diǎn)亮時(shí)，VD12仍處于閃爍狀態(tài)，這表示電池仍未達到完全飽和。只有IC1⑧腳電壓>6。5V時(shí)，VD12才逐漸熄滅，表示電池完全充至飽和。

VD16在電路中起過(guò)充、過(guò)流保護作用，VD8起反向保護作用，避免充電器斷電后，電池反向放電。

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