快速稳定充电的锂电池充电电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了快速稳定充电的锂电池充电电路，包括充电指示电路、可调恒流电路、可调稳压电路，充电指示电路包括PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R1、电阻R4、发光二极管LED1，可调稳压电路包括NPN型三极管Q1、电阻R3、可变电阻R5、稳压二极管D1，可调恒流电路包括PNP型三极管Q3、电阻R7、可变电阻R6，由于电阻R2的分压作用，使得PNP型三极管Q2的E极和B极的电压不同，形成电压差，PNP型三极管Q2处于导通状态，随着充电时间的推进，随着被充电锂电池电压逐渐上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后电阻R2上的压降不断减小，最终使PNP型三极管Q2截至。提供一种简单有效的先快后慢的变电流充电系统。
【专利说明】快速稳定充电的锂电池充电电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及充电技术，具体是先快后慢的变电流充电系统。
【背景技术】
[0002]充电技术中，现在手机用的是锂离子电池，所以，不存在记忆效应问题，也不需要激活，第一次充电不需要像镍电那样冲12小时以上，只需要充4小时左右，离子电池的寿命只与充电次数有关系，锂离子电池可以充电1000次左右。待机时间与使用情况有关系。在使用锂电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此，从我自己的实践来看，从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。
[0003]所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。此外，锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。此外在对某些手机上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以我国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。前面已经说过，锂电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多，于是这又带来附加的危险。
[0004]同时现有技术中，充电时有2种方法。一种是采用高压快速充电，这对电池的寿命极为不利，还有一种是采用低压慢充，这种方式的充电时间长。上述两种方法都不适合当前人们的需求。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种简单、安全、有效、低成本的先快后慢的变电流充电系统，可以达到先快充，后慢充的效果，同时可以根据需求进行自动调节充电电压等级，防止过压充电或过低压充电，达到较为理想的充电效果。
[0005]本发明的目的主要通过以下技术方案实现:快速稳定充电的锂电池充电电路，包括充电指示电路、可调恒流电路、可调稳压电路，其中，充电指示电路包括PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R1、电阻R4、发光二极管LED1，PNP型三极管Q2的E极与电阻R2的输入端连接后接入充电电源VCC，PNP型三极管Q2的B极与电阻R1的输入端连接，电阻R4串联在发光二极管LED1与PNP型三极管Q2的C极之间，发光二极管LED1的输出端连接到充电电池Cl的正极上，电阻R2的输出端和电阻R1的输出端连接并形成连接点P，其中，可调稳压电路包括NPN型三极管Q1、电阻R3、可变电阻R5、稳压二极管D1，其中，NPN型三极管Q1的C极、电阻R3的输入端都同时连接到连接点P，电阻R3的输出端连接到稳压二极管D1，同时电阻R3的输出端连接到NPN型三极管Q1的B极，NPN型三极管Q1的E极与可变电阻R5的3端连接，可变电阻R5的2端连接与NPN型三极管Q1的B极连接，可变电阻R5的1端接地，稳压二极管D1接地，可调恒流电路包括PNP型三极管Q3、电阻R7、可变电阻R6，可变电阻R6的3端和2端都与PNP型三极管Q3的B极连接，可变电阻R6的1端连接接地的电阻R7，PNP型三极管Q3的E极与NPN型三极管Q1的E极连接，PNP型三极管Q3的C极与充电电池C1的正极连接。
[0006]本发明的设计原理为:本发明利用NPN型三极管Q1、电阻R3、可变电阻R5、稳压二极管D1组成精密的可调稳压电路。PNP型三极管Q3、电阻R7、可变电阻R6构成可调恒流电路。PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R1、电阻R4、发光二极管LED1构成充电指示电路。在上述电路的结构状态下，由于电阻R2的分压作用，使得PNP型三极管Q2的E极和B极的电压不同，形成电压差，PNP型三极管Q2处于导通状态，随着充电时间的推进，随着被充电锂电池电压逐渐上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后电阻R2上的压降不断减小，最终使PNP型三极管Q2截至，发光二极管LED1熄灭，为了保证电池能充足，一般指示灯熄灭后继续充电1?2小时，使用时需要在Q2、Q3装适当大小的散热片。同时，上述电路中，初始状态中由于PNP型三极管Q2的E极和B极的电压差较大，因此前期的充电速率很快，随着电压差的减少，充电速率慢慢降低。同时我们可以通过调整可变电阻R6和可变电阻R5，以此来控制电阻R2两端的电压差，以调整充电的速率，当可变电阻R5百分比阻值调小后，充电速率加快，当可变电阻R5百分比阻值调大后，充电速率变慢，调整可变电阻R6可以起到调整充电电流的目的，当可变电阻R6百分比阻值调小后，充电电池C1的充电电流增大，当可变电阻R6百分比阻值调大后，充电电池C1的充电电流变小。利用上述远离，我们可以选择适合自己的充电方式，例如，需要急用时我们选择快速充电方式，调整可变电阻R5的百分比阻值小，使得充电速率上升，同时调整可变电阻R6百分比阻值调小使得充电电池C1的充电电流增大，达到快速充电的目的。当我们不着急使用充电电池C1时，我们可以采用慢充模式，采用低电流低速率的充电方式进行充电。
[0007]优选的，所述充电电源VCC采用正12V的直流电源。
[0008]优选的，电阻R2的阻值为3.4欧姆或5欧姆或4欧姆的小阻值电阻器。为了使得电阻R2的前端和后端之间的电压差不会很大，因此此处的电阻R2采用小阻值的电阻器。即为了使得PNP型三极管Q2的E极和B极的电压差不会很大，因此此处的电阻R2采用小阻值的电阻器。这样便于控制PNP型三极管Q2的截止。
[0009]优选的，充电电池C1为锂电池。
[0010]优选的，可变电阻R5的可调阻值范围为0至20K欧姆。
[0011]优选的，可变电阻R5的可调阻值范围为0至2K欧姆。
[0012]本发明的优点在于:结构简单，成本低，操作简单快捷，能快速的、方便的实现先快后慢的变电流充电系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为充电完成后的电路状态示意图。
[0014]图2为充电开始时的电路状态示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0016]实施例1:
如图1-图2所示。
[0017]快速稳定充电的锂电池充电电路，包括充电指示电路、可调恒流电路、可调稳压电路，其中，充电指示电路包括PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R1、电阻R4、发光二极管LED1，PNP型三极管Q2的E极与电阻R2的输入端连接后接入充电电源VCC，PNP型三极管Q2的B极与电阻R1的输入端连接，电阻R4串联在发光二极管LED1与PNP型三极管Q2的C极之间，发光二极管LED1的输出端连接到充电电池C1的正极上，电阻R2的输出端和电阻R1的输出端连接并形成连接点P，其中，可调稳压电路包括NPN型三极管Q1、电阻R3、可变电阻R5、稳压二极管D1，其中，NPN型三极管Q1的C极、电阻R3的输入端都同时连接到连接点P，电阻R3的输出端连接到稳压二极管D1，同时电阻R3的输出端连接到NPN型三极管Q1的B极，NPN型三极管Q1的E极与可变电阻R5的3端连接，可变电阻R5的2端连接与NPN型三极管Q1的B极连接，可变电阻R5的1端接地，稳压二极管D1接地，可调恒流电路包括PNP型三极管Q3、电阻R7、可变电阻R6，可变电阻R6的3端和2端都与PNP型三极管Q3的B极连接，可变电阻R6的1端连接接地的电阻R7，PNP型三极管Q3的E极与NPN型三极管Q1的E极连接，PNP型三极管Q3的C极与充电电池C1的正极连接。
[0018]本发明的设计原理为:本发明利用NPN型三极管Q1、电阻R3、可变电阻R5、稳压二极管D1组成精密的可调稳压电路。PNP型三极管Q3、电阻R7、可变电阻R6构成可调恒流电路。PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R1、电阻R4、发光二极管LED1构成充电指示电路。在上述电路的结构状态下，由于电阻R2的分压作用，使得PNP型三极管Q2的E极和B极的电压不同，形成电压差，PNP型三极管Q2处于导通状态，随着充电时间的推进，随着被充电锂电池电压逐渐上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后电阻R2上的压降不断减小，最终使PNP型三极管Q2截至，发光二极管LED1熄灭，为了保证电池能充足，一般指示灯熄灭后继续充电1?2小时，使用时需要在Q2、Q3装适当大小的散热片。同时，上述电路中，初始状态中由于PNP型三极管Q2的E极和B极的电压差较大，因此前期的充电速率很快，随着电压差的减少，充电速率慢慢降低。同时我们可以通过调整可变电阻R6和可变电阻R5，以此来控制电阻R2两端的电压差，以调整充电的速率，当可变电阻R5百分比阻值调小后，充电速率加快，当可变电阻R5百分比阻值调大后，充电速率变慢，调整可变电阻R6可以起到调整充电电流的目的，当可变电阻R6百分比阻值调小后，充电电池C1的充电电流增大，当可变电阻R6百分比阻值调大后，充电电池C1的充电电流变小。利用上述远离，我们可以选择适合自己的充电方式，例如，需要急用时我们选择快速充电方式，调整可变电阻R5的百分比阻值小，使得充电速率上升，同时调整可变电阻R6百分比阻值调小使得充电电池C1的充电电流增大，达到快速充电的目的。当我们不着急使用充电电池C1时，我们可以采用慢充模式，采用低电流低速率的充电方式进行充电。
[0019]优选的，所述充电电源VCC采用正12V的直流电源。
[0020]优选的，电阻R2的阻值为3.4欧姆或5欧姆或4欧姆的小阻值电阻器。为了使得电阻R2的前端和后端之间的电压差不会很大，因此此处的电阻R2采用小阻值的电阻器。即为了使得PNP型三极管Q2的E极和B极的电压差不会很大，因此此处的电阻R2采用小阻值的电阻器。这样便于控制PNP型三极管Q2的截止。
[0021]优选的，充电电池C1为锂电池。
[0022]优选的，可变电阻R5的可调阻值范围为0至20K欧姆。
[0023]优选的，可变电阻R5的可调阻值范围为0至2K欧姆。
[0024]如上所述，则能很好的实现本发明。
【权利要求】
1.快速稳定充电的锂电池充电电路，其特征在于:包括充电指示电路、可调恒流电路、可调稳压电路，其中，充电指示电路包括PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R1、电阻R4、发光二极管LEDl，PNP型三极管Q2的E极与电阻R2的输入端连接后接入充电电源VCC，PNP型三极管Q2的B极与电阻Rl的输入端连接，电阻R4串联在发光二极管LEDl与PNP型三极管Q2的C极之间，发光二极管LEDl的输出端连接到充电电池Cl的正极上，电阻R2的输出端和电阻Rl的输出端连接并形成连接点P，其中，可调稳压电路包括NPN型三极管Ql、电阻R3、可变电阻R5、稳压二极管Dl，其中，NPN型三极管Ql的C极、电阻R3的输入端都同时连接到连接点P，电阻R3的输出端连接到稳压二极管Dl，同时电阻R3的输出端连接到NPN型三极管Ql的B极，NPN型三极管Ql的E极与可变电阻R5的3端连接，可变电阻R5的2端连接与NPN型三极管Ql的B极连接，可变电阻R5的I端接地，稳压二极管Dl接地，可调恒流电路包括PNP型三极管Q3、电阻R7、可变电阻R6，可变电阻R6的3端和2端都与PNP型三极管Q3的B极连接，可变电阻R6的I端连接接地的电阻R7，PNP型三极管Q3的E极与NPN型三极管Ql的E极连接，PNP型三极管Q3的C极与充电电池Cl的正极连接。
2.根据权利要求1所述的快速稳定充电的锂电池充电电路，其特征在于:所述充电电源VCC采用正12V的直流电源。
3.根据权利要求1所述的快速稳定充电的锂电池充电电路，其特征在于:电阻R2的阻值为3.4欧姆或5欧姆或4欧姆的小阻值电阻器。
4.根据权利要求1所述的快速稳定充电的锂电池充电电路，其特征在于:充电电池Cl为锂电池。
5.根据权利要求1所述的快速稳定充电的锂电池充电电路，其特征在于:可变电阻R5的可调阻值范围为O至20K欧姆。
6.根据权利要求1所述的快速稳定充电的锂电池充电电路，其特征在于:可变电阻R5的可调阻值范围为O至2K欧姆。
【文档编号】H02J7/00GK104269902SQ201410534708
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】任佳, 袁祖斌 申请人:成都锐奕信息技术有限公司