如何可靠和经济地为镍镉电池充电

可充电镍镉电池(NiCd)广泛用于各种消费设备，因为它们有高能量密度、长寿命，以及小自放电速率的特点。我做某个项目时，需要为一个包含两只NiCd AA型1200mAh电池的电池包设计一个可靠而经济的充电器。在充电器设计过程中，需要解决两个主要问题：首先，设定一个适当的充电电流值；其次，当电池充满时停止充电过程，以防过充。本例描述的方法能同时解决这两个问题。

大多数NiCd电池都有两种差异明显的充电电流：大电流的快充，以及小电流的慢充。无论哪种充电方式，在充电期间，都应提供一个稳定的充电电流，并且必须提供高于电池额定容量的能量，补偿以热量方式消耗掉的能量。为NiCd 电池充电的最廉价最安全的方式是按每小时额定容量的10%速率充电16 小时。因此，1200 mAh电池应以120 mA电流充电。这种方案不需要充电截止传感器，可确保满充。

图中给出了充电器的原理图。IC3是电流调节器LM 317，它与电阻R3一起产生一个恒定的充电电流。R3值的计算方法为1.25 V/120 mA，最靠近的标准电阻值为10Ω。微控制器IC1的固件完成所有必需的功能：16小时的时间延迟，以及通过LED报告充电状态。微控制器的程序都很简单明了。汇编代码可以从本文在线版上获得：www.edn.com/4402441。

图: MC68HC908QT1的功能是一个16小时定时器。LM317则与R3一起配置为一个电流源。

该项目可以使用任何型号的低端微控制器。本设计采用的是廉价但供给稳定的摩托罗拉8 脚MC68HC908QT1 微控制器。OptoSupply公司的OSRGHC -71A1B双色LED用于指示充电器状态：红色表示电池正在充电；绿色表示充电已完成。还可以增加蜂鸣器，当充电完成时，产生声音信号的提示。

本例可以用于为任何电池充电，只需适当地选择电阻R3。由于LM 317的局限，最大充电电流限制在1.5A。如果充电电路的输入电压显著增加，超过了9V dc，则LM 317的功耗会成为一个限制因素。