快速充电电路图设计精华

　　TOP1 简易快速充电电源模块电路模块

　　采用NEC upd78F0547单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，并可由液晶显示器显示输出的电压、电流值。主电路采用运放LM324和达林顿管组成调节电路，电路设计合理，编程正确。除了完成题目要求外，电路设计了步进设置功能，可设置不同的恒流和稳压值。

　　恒流、恒压充电电路：这部分电路是整个电路的核心部分，主要由D/A转换电路，恒流、恒压调整电路，检测电路组成。控制电路输送来的数字信号由D/A转换电路IC205转换成模拟信号作为基准电压，然后送到电压比较器IC201的正输入端。输出端取样电阻上取得取样电压信号送到电压比较器IC201的负输入端，与基准电压比较，比较结果由IC201的输出端反馈到T202，控制T202的导通状态。由D201、 D202、R201、T203组成一个恒流源A，恒流值I=2Ud-Ube/R201 。T202的导通状态影响着对恒流源A的吸收电流，从而改变恒流源A对调整管T201基极的驱动电流，稳定调整管T201的输出值。为减小输出纹波，调整管T201使用达林顿三极管。调整管T201基极电流由一恒流源提供，进一步减小电源电压波动对调整管T201带来的影响。电路采用悬浮驱动。

　　电位器W103以及单片机（内含A/D转换）组成电压检测电路。W103将输出电压的取样信号送单片机内部的A/D电路进行转换，转换得到的数字信号由单片机处理，并由LCD显示器显示测量值。取样电阻R202、IC202以及单片机（内含A/D转换）组成电流检测电路。取样电阻R202上的取样信号送 IC202处理、送单片机内部的A/D电路进行转换，转换得到的数字信号由单片机处理，并由LCD显示器显示测量值。

　　图2.1 恒流、恒压充电电路原理图

　　图2.2 D/A转换电路原理图

　　控制电路：控制电路主要由NEC upd78F0547单片机及外围电路、键盘电路等组成。单片机接收检测电路传输来的信号，经过A/D转换后将电压和电流值显示到液晶上。该电路能够通过按键设定电源的输出电压值和电流值，通过控制D/A芯片的设定值实现控制输出电压值和电流值。并根据检测实际输出的电流（压）值与设定值比较后，调整D /A芯片的设定值 ，使得电源的输出稳定、可靠。

　　图2.3 CPU电路原理图

　　图2.4 键盘电路原理图

　　显示电路：采用4行8列的汉字液晶屏显示实际的设定电流值、设定电压值、实际输出的电流值、实际输出电压值。电压分辨率0.1V。电流分辨率1mA。液晶屏能够在设定时显示设定的电压和电流值。

　　图2.5 LCD显示电路原理图

　　电源电路：具有2组输出直流输出，一组为主输出DC18V，作为充电电路的能源输入；另一组输出±DC 12V和DC 5V，给本电源中控制电路、恒流（压）调整电路、显示电路等部分提供工作电源。

　　图2.6 电源电路原理图

　　恒流输出时，在100mA（慢充）和200mA（快充）可设置的基础上，增加了电流值从100MA---200MA可调功能，步进为20 mA。可设置多种恒压输出状态，恒压输出值为：10V，9V，12V。以直流电源为核心，NEC upd78F0547单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，并可由液晶显示器显示输出的电压、电流值。由单片机程控设定数字信号，经过 D/A转换器输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流（压）。可稳定地实现恒压或恒流充电状态，并在恒流输出时可设置电流100mA慢充和200mA快充，电压（流）波动和纹波电压（流）小，并具有过热保护和自动恢复功能。

　　TOP2 便携式设备快速充电电源电路模块

　　输入选择电路模块

　　输入选择电路用以实现对外接供电电源的选择，本设计中采用目前主流的USB 供电以及电源适配器供电两种方式，以适应不同的供电环境，外接电源的供电电压需在4.5V～6V 之间，当两者共同存在时，适配器具有优先权，具体实现方法如图3，分以下三种情况：

　　图3 输入选择电路

　　只有电源适配器供电，PMOS 管截止，输入电压经D1 降压后，给后级电路供电，D1 采用肖特基二极管，导通压降约为0.3V ；只有USB 供电，PMOS 管导通，D1 用于防止USB 接口通过电阻R2 消耗电能；两者同时存在，PMOS 管截止，电源适配器输入电压经D1 降压后，给后级电路供电。

　　锂电池充电管理电路模块

　　锂电池充电电路采用CN3052 锂电池充电芯片，CN3052 可以对单节锂电池进行恒流或恒压充电，只需要极少的外围元器件，可编程设定充电电流，恒压充电电压为4.2V。并且符合USB 总线技术规范，非常适合于便携式应用的领域。应用电路如图4只需要很少的外部元件，输出电压4.2V，精度可达1% ，CE 为芯片使能端，高电平有效。绿色LED 用于指示电池是否处于故障状态，红色LED用于指示是否处于充电状态。本设计中TEMP 管脚接到地，未使用温度检测功能。R4 用于设定恒流充电电流。设计中R4 为10KΩ，充电电流为180mA。

　　图4 锂电池充电管理电路

　　电池输出稳压电路模块

　　因锂电池电量不同时，输出电压可在大约3.5～4.3V之间变动，采用低压差线性稳压器（LDO）对电池输出电压进行稳压，经稳压后输出恒定的3.3V 电压，本设计采用TPS76333 稳压芯片，只需极少的外围元件，使用方便，此稳压芯片最大可输出150mA 电流。电路图如图5所示。

　　图5 电池稳压电路

　　外接电源稳压电路模块

　　因电池供电时，经LDO 电路稳压后，输出电流有限，当有外接电源时，稳压方式采用SPX1117-3.3V 稳压器进行稳压，输出电流可达800mA。交流电经过整流可以变成直流电，但是它的电压是不稳定的：供电电压的变化或用电电流的变化，都能引起电源电压的波动。要获得稳定不变的直流电源，还必须再增加稳压电路。电路图如图6 所示。

　　图6 外接电源稳压电路

　　系统整体电路模块

　　系统整体电路如图 所示。由输入选择电路选择外接电源的供电方式，电源输入的电压值为4.5~6 伏，有外接电源时，直接经3.3V 稳压器稳压后输出，如果电池电量不足时，同时通过锂电池充电电路对锂电池进行充电；没有外接电源时，由锂电池供电，经3.3V低压差线性稳压器稳压后输出，供电选择电路根据是否有外接电源，选择由外接电源供电或者锂电池供电。

　　图8 整体电路

　　系统介绍一种通用性较强、成本低廉的便携式电源系统，讨论分析电源电路的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计电路进行控制，并利用软件进行电路设计和仿真验证。采用外接电源供电，也可由内置锂电池供电，系统最终输出电压均为 3V，系统可广泛应用于各种便携式设备，有较强的实用性和较好的市场前景。

　　TOP3 实用锂电池快速充电器电路模块

　　电路原理：本电路带充电状态显示功能，红灯闪正在充，绿灯闪马上要充满，绿灯亮完全充满。只要您有12V的电源就可以，接完电路后先别装电池，调右下角的可调电阻，使电池输出端为4.2V，再调左下角的可调电阻使LM358第三脚为0.16V就可以了，充电电流为380mA，超快，三个并连的二极管是降压的，防止 LM317过热，且LM317须加散热片，图中的三极管可以任意型号。

　　 开关电源充电器整体电路

　　此开关电源充电器，供电电压源为110V，可方便地改为90～250V而继续工作；输出电压5V，可改动为输出5～12V，特别适合无绳电话或手机的3.6V（或4～9V）电池作快速充电只用。

　　电路工作原理：由图可知，VC1、L5以及C2等组成市电输人整流滤波电路，C2两端产生约300V的直流高压。VT1、VT2、L1、L2等组成自激式振荡电路，R3、 R4提供启动偏置电流，使VT1加电时即导通。当主回路L1中有电流流过时，L2上产生感应电动势，当其峰值超过3V时，VD5被击穿，通过R8向VT2 提供偏流，使VT2饱和导通，VT1因偏置电压被短路而关断。当L1中电流关断时，L2感应电动势的极性反相，经VD5、R8加反向偏压于VT2基极，VT2转变为截止状态，VT1经R3、R4提供的偏置电流重新导通。如此循环往复，形成间歇自激振荡。C5、R6用以改善振荡波形，光电耦合器 OPT1用以调控振荡器脉冲宽度。

　　L3、L4、C7等组成整流输出电路，二极管3S90用于半波整流，RK14用于充电隔离，R18作为输出电流采样电阻。当输出电流超载（大于 0.8A）或短路时，R18上产生较大压降，使OP1输出电位急剧降低，光电耦合器控制振荡脉冲变窄，由L1耦合到L3的平均能量也大幅度降低。即使输出短路，输出电流也仅有十几毫安，从而避免了输出端超载甚至短路对开关电源自身造成的威胁。稳压部分由TL431等周边电路组成，电压采样点取自被充电电池两端，按图中R13＋R14参数值，空载输出电压为5.25V。对于3.6V可充电池的最大充电电流为0.95A，适合对2A·h以上的镍镉或锂电池直接充电。若用它对0.7～1A·h的镍镉或锂电池充电时，充电回路内可串接一只电阻为 1.5～2.5Ω、功率0.5W的限流电阻，使充电电流被限制在0.3～0.4A。

　　TOP4 智能快速充电电路模块

　　一种智能快速充电器的设计。充电器基于MC68HC908SR12 单片机为控制核心，将 SR12 特有的模拟电路模块、高精度 A/D 转换 、 I 2 C 总线接口以及高速 PWM 等功能运用到充电控制中，使用开关电源作为充电器的供电设备。 开关电源采用脉冲调制方式 PWM （ Pulse Width ModulaTIon ）和 MOSFET 、 BTS 、 IGBT 等电子器件进行设计。开关电源集成化程度较高，具有调压、限流、过热保护等功能。同线性电源相比其输入电压范围宽体积小、重量轻、效率高。其缺点是有脉冲扰动干扰，设计电路板时采用同主控板隔离和添加屏蔽罩等措施，来抑制干扰。

　　恒流恒压电路是智能充电器的关键部分。恒流恒压电路由 SR12 单片机片内模拟电路模块和片外的 MOSFET 开关管、肖特基二极管、滤波电感、滤波电容等器件组成。模拟电路模块是 SR12 的特有部件。它由输入多路开关、两组 可程控放大器、片内温度传感器、电流检测电路等组成。可程控放大器总放大倍数为 1 ～ 256 。放大器的输入可选择为两路模拟输入脚（ ATD0 、 ATD1 ）、片内温度传感器、模拟地输入（ V SSAM ）。 ATD0 和 V SSAM 间可接一个电流检测电阻，用于测量外部电流，它还连接至电流检测电路，可在电流超过指定值时产生中断并输出信号。

　　基于RFID的手持机快速充电电路模块

　　升压电路的基本原理：常用Boost 升压电路的原理如文献所示。该电路实现升压的工作过程可以分为两个阶段：充电过程和放电过程。第一个阶段是充电过程：当三极管Q1 导通时，电感充电，等效电路如图1（a）所示。电源对电感充电，二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电，所以电感上的电流首先以一定的比率线性增加， 这个比率与电感大小有关。随着电感电流增加，电感中储存了大量能量。

　　第二阶段是放电过程：当三极管Q1 截止时，电感放电，等效电路如图2（b）所示。当三极管Q1 由导通变为截止时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会在瞬间变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的通路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电容电压可达到高于输入电压的值。

　　升压电路的设计：升压电路采用立锜科技的 RT9266B 高效率DC-DC 升压芯片，RT9266B 具有功耗低、静态电流小、转换效率高、外围电路简单等特点。芯片内带有自适应的PWM 控制环、误差放大器、比较器等，通过外接反馈电路，能够将输出电压设置为需要的任何幅值，具有很高的电压精度。电路图如图2 所示。

　　从图2 可知升压电路通过外接10uH 电感储能， 利用反馈电阻R1 与R2 控制升压电路的输出电压， 利用RT9266B 内部自待的PWM 控制器控制NMOS 管的导通与截止， 来控制升压电路的输出电流。由于该芯片内部具有自适应的PWM 控制器，能够适应较大的负载变化范围。用该升压电路将3.7V 2000mAh 聚合物锂电池升压至5V时，输出电压纹波只有40mV，最大输出电流可达500mA。

　　TOP5 采用555时基全自动快速充电电路模块

　　电路原理：全自动充电器的电路如下图所示，充电器主要由RS触发器、充电电压上、下限设定电路及电源电路组成。RS 触发器由555时基电路A组成，内部的两个比较器的基准电压由5脚外接的稳压管VS提供，所以电路的复位电平为VS的稳压值即3V。充电电压上限值设定电路由电位器RP2及电阻R3组成；充电电压下限值设定电路由电位器RP3及电阻R4组成。电路电源由变压器T降压、二极管VD1～VD4桥式整流和电容 C1滤波后供给。

　　充电时应根据待充电池G的节数和电池的种类，调节RP3以设定充电的下限电压，调节RP2设定充电的上限电压。这样，当电池G电压不足时，RP3滑动端即时基电路2脚电平小于V5/2（这里的V5指时基电路5脚的电平，即VS的稳压值3V）时，时基电路A置位，3脚输出高电平经 RP1、VD5向G充电，同时VL发光指示。当G电量充足时，RP3的滑动端即时基电路6脚电平大于V5，时基电路复位，3脚输出低电平，充电停止，同时 VL熄灭。调节RP1则可调整电池G的充电电流的大小，应根据所充电电池的性质而定，如充普通5号镍镉电池，充电电流一般可调整在50mA左右。二极管 VD5的作用是防止停止充电后，电池G向时基电路反灌电流。

　　电路原理：全自动镍镉电池充电器的电路如下图所示，充电器主要由电源电路、电压比较器及指示电路等组成。电路电源由变压器T降压、二极管VD1～VD4整流、三端稳压集成块A1稳压及电容C1、C2滤波后供给，电路通电后可输出稳定的9V直流电压供充电器使用。电压比较器由时基电路A2组成，在它的控制端5脚接有一个稳压二极管VS（稳定电压5.6V），所以将电路的复位电平定位在5.6Ｖ。发光二极管VL为充电指示器。1 节5号镍镉电池正常工作电压为1.2V，充电终止电压为1.4V左右。G为4节待充的镍镉电池，所以充电终止电压为4&TImes;1.4V=5.6V。将电池装入充电支架后，合上电源开关S，便可开始充电。由于电容C3两端电压不能突变，刚通电时，A2的2脚为低电平，A2被触发置位，3脚输出高电平，此高电平经电位器RP、二极管VD5向电池G充电，改变RP值可以调节充电电流的大校此时A2的7脚被悬空，VL发光指示电路在充电。随着充电不断进行，G两端电压逐渐升高，当升至5.6V时，A2复位，3脚输出低电平，充电自动终止，同时A2内部放电管导通，7脚输出低电平，VL熄灭表示充电结束。

　　第一个图中VD1～VD5选用 IN4001等硅整流二极管。VS选用3V、1/2W稳压二极管。VL选用普通红色发光二极管。RP选用2W线绕电位器；RP2、RP3选用普通小型合成碳膜电位器，如WH5型等；R1～R4均选用1/8W碳膜电阻器。C1选用CD11-25V型铝电解电容。T选用 220V/15V、5VA小型优质电源变压器。 4节5号镍镉电池充电。第二个图A1 选择LM7809型三端稳压集成块，应为其加装铝质散热片。VD1～VD5选用IN4001型硅整流二极管。VS选用5.6V、1/2W稳压二极管，如 UZ-5.6B、IN5232型等。VL选用普通红色发光二极管。RP选用2W线绕电位器，R1～R4均选用1/8W碳膜电阻器。C1选用 CD11-25V型铝电解电容，C2、C3为CD11-16V型铝电解电容。S选用普通1&TImes;1电源小开关。T选用220V/12V、5VA小型优质电源变压器。

　　TOP6 两种智能手机充电电路模块

　　第一种电路原理： AC220V电压经D3半波整流、C1滤波后得到约+300V电压，一路经开关变压器T初级绕组L1加到开关管Q2 c极，另一路经启动电阻R3加到Q2 b极，Q2进入微导通状态，L1中产生上正下负的感应电动势，则L2中产生上负下正的感应电动势。L2中的感应电动势经R8、C2正反馈至Q2 b极，Q2迅速进入饱和状态。在Q2饱和期间，由于L1中电流近似线性增加，则L2中产生稳定的感应电动势。此电动势经R8、R6、Q2的b-e结给C2 充电，随着C2的充电，Q2 b极电压逐渐下降，当下降至某值时，Q2退出饱和状态，流过L1中的电流减小，L1、L2中感应电动势极性反转，在R8、C2的正反馈作用下，Q2迅速由饱和状态退至截止状态。这时，+300V 电压经R3、R8、L2、R16对C2反向充电，C2右端电位逐渐上升，当升至一定值时，在R3的作用下，Q2再次导通，重复上述过程，如此周而复始，形成自激振荡。

　　在Q2导通期间，L3中的感应电动势极性为上负下正，D7截止；在Q2截止期间，L3中的感应电动势极性为上正下负，D7导通，向外供电。图1 中，VD1、Q1等元件组成稳压电压。若输出电压过高，则L2绕组的感应电压也将升高，D1整流、C4滤波所得电压升高。由于VD1两端始终保持 5.6V的稳压值，则Q1 b极电压升高，Q1导通程序加深，即对Q2 b极电流的分流作用增强，Q2提前截止，输出电压下降若输出电压降低，其稳压控制过程与上述相反。另外，R6、R4、Q1组成过流保护电路。若流过Q2的电流过大时，R6上的压降增加，Q1导通，Q2截止，以防止Q2过流损坏。

　　第二种 电路原理：220V 交流输入，一端经过一个4007半波整流，另一端经过一个10欧的电阻后，由10uF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的，如果后面出现故障等导致过流，那么这个电阻将被烧断，从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻，构成一个高压吸收电路，当开关管 13003关断时，负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管（完整的名应该是MJE13003），用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时，就会在开关变压器中形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。

　　由于图中没有标明绕组的同名端，所以不能看出是正激式还是反激式。不过，从这个电路的结构来看，可以推测出来，这个电源应该是反激式的。左端的 510KΩ为启动电阻，给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻，电流经取样后变成电压（其值为10*I），这电压经二极管4148后，加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V，即开关管电流大于0.14A时，三极管 C945导通，从而将开关管13003的基极电压拉低，从而集电极电流减小，这样就限制了开关的电流，防止电流过大而烧毁（其实这是一个恒流结构，将开关管的最大电流限制在140mA左右）。

　　变压器左下方的绕组（取样绕组）的感应电压经整流二极管4148整流，22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便，我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的（-4V左右），并且输出电压越高时，采样电压越负。取样电压经过6.2V稳压二极管后，加至开关管13003的基极。前面说了，当输出电压越高时，那么取样电压就越负，当负到一定程度后，6.2V稳压二极管被击穿，从而将开关13003 的基极电位拉低，这将导致开关管断开或者推迟开关的导通，从而控制了能量输入到变压器中，也就控制了输出电压的升高，实现了稳压输出的功能。而下方的 1KΩ电阻跟串联的2700pF电容，则是正反馈支路，从取样绕组中取出感应电压，加到开关管的基极上，以维持振荡。

　　TOP7 bq2004搭建的镍氢电池快速充电电路模块

　　电路原理：用bq2004搭建了一个镍氢电池的快速充电电路，给10节镍氢电池充电，快充电流最大为 2.25A，电路如图所示。是电路开始对电池进行快速充电后，很快就跳到充满的状态了（不管电池是否充满）。快速充电模式持续时间很短，均没有超过封锁时间；电路中热敏电阻部分接入了6.2K定值电阻，可以保证任意时刻引起的快速充电终止；电路是根据DV2004S1的电路设计的，没有MTP23P06V 这款PMOSFET，用AO4606的N管代替了2N7000。

　　 脉冲式快速充电器电路

　　电路原理：如图为脉冲式快速充电器电路。本镍镉电池充电器采用大电流脉冲放电的形式，以达到快速充电的效果并能减少不良的极化作用，增加电池使用寿命。脉冲充电器的电路结构由电路滤波、一次整流滤波、PWM变换、二次整流滤波、脉冲电路、充放电电路和反馈控制。该电路与普通开关电源电路相比，多了脉冲产生电路与充放电电路部分。为了提高该电路的变换效率，PWM控制采用贵生动力专用研发的集成控制器件；脉冲产生电路采用了555时基电路与十进位计数器/分频电路。DC/DC变换部分是使用贵生动力专用研发的反激式电路。除了PWM控制本身的特性，如工作在准谐振模式、空载降频、动态自供电、无载功耗低等特色外，均与常规反激式电路相似。

　　TOP8 基于单片机的锂电池快速充电电路模块

　　单片机电路

　　单片机芯片为Atmel公司的AT89C52单片机，B1为蜂鸣器，单片机的P2.0口输出控制光耦器件，可以在需要时及时关断充电电源。

　　图2 52单片机电路原理图

　　充电电路控制模块

　　充电状态输出引脚/CHG经反相器74LS04后与单片机的P3.2口连接，触发外部中断。PNP为P沟道的场效应管或三极管。D1为绿色发光二极管，处于通电状态时亮；D2为红色放光二极管，电源接通时亮。R1设置充电电流的电阻，阻值为2.8千欧，设置最大充电电流为500mA;C2为设置充电时间的电容，容值为100μF，设置最大充电时间为3小时。

　　图3 充电电路控制部分

　　TOP9 电动车快速充电器电路

　　电路原理：AC220V市电经变压器T1降压，经D1-D4全波整流后，供给充电电路工作。当输出端按正确极性接入设定的被充电瓶后，若整流输出脉动电压的每个半波峰值超过电瓶的输出电压，则可控硅SCR经Q的集电极电流触发导通，电流经可控硅给电瓶充电。脉动电压接近电瓶电压时，可控硅关断，停止充电。调节R4，可调节晶体管Q的导通电压，一般可将R4由大到小调整到Q导通能触发可控硅（导通）即可。图中发光管D5用作电源指示，而D6用作充电指示。

　　电路特点：输出电压设定好后（例如36V），若被充电瓶极板脱落断开，造成某组电池不通，或出现短路，则电瓶端电压即降低或为零，这时充电器将无输出电流；若被充电瓶电压偏离设定电压，如设定电压为36V，误接24V、12V、6V电瓶等，充电器也无输出电流，若设定为24V误接为36V电瓶，由于充电器输出电压低于电瓶电压，因而也不能向电瓶充电：充电器两输出端若短路时，由于充电器中可控硅SCR的触发电路不能工作，因而可控硅不导通，输出电流为零：若使用时误将电瓶正负极接反，则可控硅触发电路反向截止，无触发信号，可控硅不导通，输出电流为零：采用脉冲充电，有利于延长电瓶寿命。由于低压交流电经全波整流后是脉动直流，只有当其波峰电压大于电瓶电压时，可控硅才会导通，而当脉动直流电压处于波谷区时，可控硅反偏截止，停止向电瓶充电，因而流过电瓶的是脉动直流电；。快速充电，充满自停。由于刚开始充电时电瓶两端电压较低，因而充电电流较大。当电瓶即将充足时（36V电瓶端电压可达44V），由于充电电压越来越接近脉动直流输出电压的波峰值，则充电电流也会越来越小，自动变为涓流充电。当电瓶两端电压被充到整流输出的波峰最大值时，充电过程停止。经试验，三节电动车蓄电池36V（12V／12Ah三节串联），用该充电器只需几个小时即可充满；电路简单、易于制作，几乎不用维护及维修。

　　 采用单个智能电路的智能电池快速充电器电路

　　电路原理：图中所示电池自动充电器利用单个三极管作为最简单的窗口比较器。当电池电压低于预设值时，开始对电池充电，当电池电压超过预设值时，自动断电。因该电路带有精确可变电源压，可精确地设定电池电压的上、下限。采用15V直流电压源对该电路供电，但电压源与继电器的NC引脚隔开，以便阻止电压通过电池引脚。首先，可变电源被固定在13.3V 并接至电路中被充电电池的两端。VR1的滑动块按与电池正极相连之引脚方向被推至最末端。 VR2滑动块按与VR1相连之引脚方向被推至最末端。产生偏压VR1，三级管导通。然后VR1的滑动块按与VR2引脚相连之方向被推至另一个末端。现将测试所用电压源设为11.8V 。调节VR2，使三极管再次截止。当测试电压再次上升至13.3V dc时，调节VR1使三极管导通。设定好上、下限电压之后，将NC脚接至电路中。此时的电池充电器已可以正常工作。

　　电池快速充电控制集成电路模块

　　电路原理：电路由变压器、二极管和稳压IC7805提供+5V电源电压，电池电压经电阻R5、R6分压后送入芯片的BAT端，为其提供取样电压。电阻分压网络输入到BAT端的电阻不应小于200kΩ。当TM端接地时，相应快充充电速率为1C，快充补足时间为80min。

　　TOP10 充电电池和单机快速充电器电路

　　单机镍氢电池快速充电器电路

　　一块可充电镍氢电池的温度和端电压随着电池的充电逐步上升，在电池完全充满后开始下降。所以，镍氢电池充电器的主要任务是检测到这个突变点并中断充电，或者从快速充电切换到涓流充电。另外，在充电过程中对温度和电压进行连续监控可以提供系统的安全性。DS2711/DS2712充电器具备上述功能。另外，它们可以单机工作，不需要微控制器或微处理器监控。该系列产品是专门为单节AA或AAA可充电电池设计的，同时也适用于串联或并联的两节电池。 DS2711采用线性控制结构，DS2712采用开关控制结构。为了最大限度地延长工作时间、节约电池能量，这些充电器有4种充电模式：预充电、快速充电、浮充和涓流充电。在浮充模式下，电池充满后充电速率被切换到一个比较低的速率。

　　除监控功能外，DS2711/DS2712充电器还带有内部计时器，通过连接到TMR引脚的外部电阻设定最大充电时间，可将快速充电时间设置在 0.5到10小时。浮充时间已经设定为最大充电时间的一半（0.25到5小时）。由快速充电模式下，如果超过最大充电时间，充电器会从快速充电模式切换到浮充模式，同时复位计时器。计时器开始为浮充过程计时，如果达到预定的浮充时间，充电器将从浮充模式切换到涓流模式。

　　VP1、VP2用于监视电压，THM1、THM2配合热敏电阻用来监测电池的温度。TMR（计时器）和RSNS（检流电阻）用于设定充电时间和充电电流。DS2711/DS2712的另外一个特性是可以检测电池充电故障和碱性原电池。如果发生这些情况，充电器会自行关机。

　　单机锂离子电池快速充电器电路

　　因为不需要检测电压变化率（dV/dt），锂离子电池充电器比镍氢电池简单。同时，由于锂离子电池对过充非常敏感，充电器需要一个精确的4.2V±50mV电源保证恒功率充电。至于镍氢电池，充电器不仅需要电压监测，还需要其它监控功能（温度、计时等）。

　　单机锂离子电池充电器MAX8601内置所谓的Vbatt可控电压源，它可以在+25℃提供4.2V±0.021V，或在40℃《85℃提供 4.2V±0.034V的精度。当通过VBATT连接给锂离子电池充电时，充电器可以保持恒定输出功率（图5），外部电阻（接SETI引脚）和外部电容（接CT引脚）可以设定充电电流和内部计时。该充电器还通过一个负温度系数电阻来监控电池的温度。

　　MAX8601充电器的主要优点是可以通过外部适配器或USB端口给电池充电。USB端口根据USEL引脚的设置可以提供 100mA、500mA电流。该芯片会自动选择外部电源（主适配器或USB）。如果两个电源同时存在，它会选择主适配器进行充电。任何一个电源都必须能够提供最小4.5V的电压。DS2711/DS2712和MAX8601都是单机充电器，它们具有多种监控功能（电压、电流、温度、计时等），既不需要微控制器监控，也不需要电源浪涌保护，而且提供清晰、简单的外部切换。

　　设计了基于COMX和STM32的机器人伺服控制器解决方案。首先介绍了COMX模块的功能及结构，然后设计了基于FSMC的接口电路来控制COMX。系统采用实时工业以太网EtherCAT协议作为机器人伺服系统的底层协议，同时构建伺服从站控制器。实时以太网技术简化了一般总线的互操作性和实时性等方面的问题，能满足控制网络传输的实时性要求，EtherCAT工业以太网技术以其网络实时性高、速度快、拓扑结构灵活等优点得到广泛关注。本控制器采用德国赫优讯公司开发的嵌入式实时以太网模块COMX来完成EtherCAT通信的功能，采用STM32为主控制器，由STM32来控制电机和COMX的工作流程。

　　硬件电路模块

　　本伺服控制器主要用于机器人伺服节点通讯、关节电机的控制、I/O控制以及传感信息的采集。主要硬件由COMX和STM32来组成，其中COMX负责EtherCAT通信，STM32采用FSMC机制来读写COMX；STM32是从站的伺服控制器主控芯片，主要进行电机控制和A/D、D/A模块的控制，以及负责管理COMX模块的运行流程。其中伺服通信功能是基于EtherCAT协议进行组网来达到各模块互联和数据交换的目的，这样便于伺服节点的扩展和硬件结构的设计；在电机控制上采用RS485接口控制SR518数字舵机；其中I/O口用于基本的输入输出功能；A/D通道可以连接传感设备用于机器人的感知，D/A通道用于对语音、电流等模拟量的输出；RS232是开发过程中的调试接口。

　　图3.硬件电路图

　　STM32采用FSMC机制控制COMX，将COMX映射到STM32的内存空间中，对COMX的读写方式和读写SRAM相同。 FSMC是集成在STM32F系列芯片上的外部存储器控制接口，FSMC能控制两种存储器： NOR Flash/SRAM控制器、 NAND Flash/PC卡控制器。嵌入式模块COMX通过一个50PIN插槽来连接主控芯片，插槽包含了与主机通信必备的控制线总线、16位数据总线和14位地址总线等；COMX与STM32的硬件电路图如图3所示，由电路图可知COMX内存映射到FSMC的第一个存储块的第四个分区中，起始地址为 0x6C000000，并且采用8位数据宽度来读写DPM存储区。