用超力通旅充改制OT301充電器,Lithium Ion Battery Charger

筆者的阿爾卡特0T301手機(jī)，其供電為三節(jié)1.2V／700mAh的鎳氫電池。一旦手機(jī)無電，只有將手機(jī)擱置在充電器上使用線充進(jìn)行充電告警，雖然有兩塊電池，但需裝在手機(jī)里才能充電，感到十分不便。于是筆者改造了一款超力通手機(jī)旅行充電器作為阿爾卡特OT301手機(jī)電池的旅行充電器，并取得成功，現(xiàn)簡(jiǎn)介如下。

該充電器具有放電功能，在150V～250V、40mA的交流市電輸入時(shí)，可輸出250±50mA的直流電流。筆者根據(jù)實(shí)物繪出了工作原理圖，該充電器由RCC型開關(guān)電源、放電部分、充電部分組成。

1.RCC型開關(guān)電源部分

該CLT－109型充電器采用了RCC型開關(guān)電源，即振蕩抑制型變換器。開關(guān)電源主要由Q1和開關(guān)變壓器組成間歇振蕩器。開機(jī)后，220V市電經(jīng)D1～D4橋式整流后形成一個(gè)300V左右的直流電壓，經(jīng)過變壓器初級(jí)加到Q1的c極，同時(shí)該電壓還經(jīng)啟動(dòng)電阻R2為Q1的b極提供一個(gè)偏置電壓。由于正反饋?zhàn)饔?，Q1的IC迅速上升而飽和；在Q1進(jìn)入飽和期間，開關(guān)變壓器次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使D7導(dǎo)通，向負(fù)載輸出一個(gè)約9V左右的直流電壓。開關(guān)變壓器的反饋繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖經(jīng)D5整流、C1濾波后產(chǎn)生一個(gè)與振蕩脈沖個(gè)數(shù)呈正比的直流電壓。此電壓若超過穩(wěn)壓管Z1的穩(wěn)壓值，Z1便導(dǎo)通，此負(fù)極性整流電壓便加在Q1的b極，使其迅速截止。Q1的截止時(shí)間與其輸出電壓呈反比。Z1的導(dǎo)通／截止直接受電網(wǎng)電壓和負(fù)載的影響。電網(wǎng)電壓越低或負(fù)載電流越大，Z1的導(dǎo)通時(shí)間越短，Q1的導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，反之，電網(wǎng)電壓越高或負(fù)載電流越小：D5的整流電壓越高，Z1的導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，Q1的導(dǎo)通時(shí)間越短。Q2是過流保護(hù)管，R5是Q1的Ie取樣電阻。當(dāng)Q1的Ie過大時(shí)，R5上的電壓降使Q2導(dǎo)通，Q1截止，則有效消除開機(jī)瞬間的沖擊電流，同時(shí)對(duì)Z1的控制功能也是一種補(bǔ)充（Z1以電壓取樣來控制Q1的振蕩時(shí)間，而Q2是以電流取樣來控制Q1振蕩時(shí)間的）。

2．放電部分

SW為放電轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)按下SW時(shí)，Q5基極瞬間得一低電平而導(dǎo)通，則接在Battery端上的可充電池上的殘余電壓通過Q5的ec極在R17上放電，同時(shí)放電指示燈D14點(diǎn)亮。在按下SW后會(huì)隨即釋放，這時(shí)可充電池上的殘余電壓通過R15、R19分壓，C9濾波后為Q4的基極提供一個(gè)高電平，Q4導(dǎo)通，這相當(dāng)于短接SW（自保）。隨著放電時(shí)間的延長(zhǎng)，可充電池上的殘余電壓也越來越低，當(dāng)Q4基極上的電壓不能維持其繼續(xù)導(dǎo)通時(shí)，Q4截止，放電終止，充電器隨即轉(zhuǎn)入充電狀態(tài)。

3.充電部分

筆者對(duì)充電部分的電路改造如下：

電路中精密基準(zhǔn)電源HT431為運(yùn)放LM324⑨腳提供了精密基準(zhǔn)源，以控制充電電壓。其基準(zhǔn)電壓＝2.5（1＋R37／R20）（原電路中R20為2.4kΩ，充電結(jié)束電壓為鋰離子電池的4.2V），為改為三節(jié)鎳氫電池串聯(lián)后的電壓（4.41V），而將R20改為1.4kΩ，實(shí)測(cè)充電結(jié)束后為4.4V。

充電過程如下：手機(jī)的電池低于3V時(shí)便不能開機(jī)，其電池的殘余電壓經(jīng)電阻R40、R41分壓后得到2.5V送入運(yùn)算放大器的同相端③、⑤、⑩腳，由于IC（LM324）⑨腳電壓在負(fù)載下始終為2.8V，因此⑧腳輸出低電平，使Q3導(dǎo)通，則＋9V電壓通過Q3的ec極、D8向可充電池充電。IC的d在電容C6的作用下，（14）腳輸出的是脈沖信號(hào)，由于IC⑧腳為低電平，因此D12處于閃爍狀態(tài)，以指示電池正在充電（對(duì)應(yīng)容量為20％）。隨著充電時(shí)間的延長(zhǎng)，可充電池上的電壓逐漸上升。當(dāng)R40、R41的分壓值約等于2.7V時(shí)，即IC③腳等于2.7V時(shí)，IC②腳經(jīng)電阻分壓后得2.72V，其①腳輸出高電平，充電時(shí)，IC⑨腳電壓始終為2.8V，Q7始終導(dǎo)通，D10、D11點(diǎn)亮（對(duì)應(yīng)指示容量為40％、60％）。當(dāng)R40、R41的分壓值上升到2.75V時(shí)，即IC⑤腳等于2.75V，其⑥腳經(jīng)電阻分壓后得2.77V，⑦腳輸出高電平，D9點(diǎn)亮（對(duì)應(yīng)充電容量為80％），當(dāng)IC⑩腳電壓≥2.8V時(shí)，⑧腳輸出高電平，D13點(diǎn)亮（對(duì)應(yīng)充電容量為100％），即使D13點(diǎn)亮?xí)r，D12仍處于閃爍狀態(tài)，這表示電池仍未達(dá)到完全飽和，只有IC⑧腳電壓＞6.5V時(shí)，D12才逐漸熄滅，表示電池完全充至飽和。

Z3和Q6在電路中起過充保護(hù)作用；D8起反向保護(hù)作用（避免充電器斷電后，電池反向放電）。

4.對(duì)充電卡座的改造

在其頂端用稍有彈性的銅片焊出部分，便于與電池的電極接觸。并改變?cè)€的極性，以適應(yīng)自己的手機(jī)。同時(shí)在充電卡座電極對(duì)面的相應(yīng)位置用熱熔膠固定一片稍厚的塑料片，以能卡住手機(jī)電池為宜。

5.使用

將電池置入充電器，然后將充電器插入市電插座，若要放電，可按下SW，放電結(jié)束后會(huì)自行進(jìn)入充電狀態(tài)（注：放電時(shí)，充電器一定要插入市電插座，否則會(huì)過放）。由于鎳氫電池的記憶效應(yīng)不明顯，兩個(gè)月放一次就夠了。