本文介紹的自制充電器用LM324的4個運算放大器作為比較器，用TL431設(shè)置電壓基準(zhǔn)，用S8550作為調(diào)整管，把輸入電壓降壓，對電池進(jìn)行充電，其原理電路見圖1。其特點是電路簡單、工作可靠、無需調(diào)整、元器件容易購買等，下面分幾個部分進(jìn)行介紹。

鎳氫電池充電器電路

　　1、基準(zhǔn)電壓Vref形成：
　　外接電源經(jīng)插座X、二極管VD1后由電容C1濾波。VD1起保護(hù)作用，防止外接電源極性反接時損壞TL431。R3、R4、R5和TL431組成基準(zhǔn)電壓Vref，根據(jù)圖中參數(shù)Vref= 2.5×(100+820)／820=2.80(v)，這個數(shù)據(jù)主要是針對鎳氫充電電池而設(shè)計(單節(jié)鎳氫充電電池充滿后電壓約為1.40V)。
　　2、大電流充電：
　　(1)工作原理：接入電源， 電源指示燈LED(VD2)點亮。裝入電池(參考圖片，實際上是用導(dǎo)線引出到電池盒， 電池裝在電池盒中)，當(dāng)電池電壓低于Vref時，IC1-1輸出低電平，VT1導(dǎo)通，輸出大電流給電池充電。此時，VT1處于放大狀態(tài)-這是因為電池電壓和-VD4壓降的和約為3.2V(假設(shè)開始充電時電池電壓約為2.5V)，而經(jīng)VD1后的電壓大約5.OV，所以，VT1的發(fā)射極－集電極壓差遠(yuǎn)大于0.2V，當(dāng)充電電流為300mA時，VT1發(fā)熱比較嚴(yán)重，所以用PT=625mW的S8550，或者適當(dāng)增大基極電阻以減小充電電流(注：由于LM324低電平驅(qū)動能力較小，實測IC1-2，IC1-4輸出低電平并不是0V，而是約為0.8V)。
　　(2)充電的指示：首先看IC1-3的工作情況：其同相端1O腳通過R13接Vref,R14接成正反饋，反相端9腳外接電容，并有一負(fù)反饋通路，所以，它實際上構(gòu)成了滯回比較器。剛開始時C2上端沒有電壓，則IC1-3輸出高電平。這個高電平有兩個放電通路，一個通路是通過R14反饋到10腳，另一通路是經(jīng)電阻R15對電容C2充電，當(dāng)充電的電壓高于10腳電壓V+ 時，比較器翻轉(zhuǎn)輸出低電平；與此同時，由于R14的反饋作用，10腳電壓立即下跳到V-，這時，電容C2通過電阻R15放電，當(dāng)放電的電壓小于10腳電壓V-時，比較器再次翻轉(zhuǎn)輸出高電平， 由于R14的反饋作用，10腳電壓立即上跳到V+，此后電路一直重復(fù)上述過程，因此，IC1-3的輸出為頻率固定的方波信號。
　　其次看IC1-4的工作情況：電池電壓經(jīng)R2、R16分壓，接IC1-4的12腳，因為R2<<R16，所以輸入IC1-4的12腳電壓基本上略低于電池電壓，顯然它更低于其l3腳電壓 因此，IC1-4輸出穩(wěn)定的低電平。結(jié)合上面的討論，我們可以看出，加在R12和VD 3通路一端為頻率固定的方波電壓，另一端為穩(wěn)定的低電平，因此，發(fā)光二極管VD3會周期性點亮，給人一閃一閃的感覺。
　　看IC1-1的工作情況：當(dāng)IC1-2輸出低電平時，顯然IC1-1的3腳為低電平，而其2腳通過R1接Vref所以，IC1-1也輸出低電平。結(jié)合上面的討論，我們可以看出，R11和VD5兩端電壓差為零，因此，VD5(飽和指示)不能點亮!
　　另外，由于IC1-1輸出低電平，無論IC1-3的9腳電壓如何變化(電容充、放電在該腳形成三角波電壓)都不會受IC1-1輸出的影響— 因為IC1-3的9腳電壓(要么高到V+ ，要么低到V-)始終高于IC1-1的輸出，VD6反偏截止!所以，這種狀態(tài)下，三只指示燈的工作情況分別為：VD2點亮，指示電源正常；VD3閃爍，指示電池充電正常；VD5不亮。
　　3、小電流充電：
　　當(dāng)充電一段時間后，電池電壓慢慢上升到接近Vref時，IC1-2輸出電壓慢慢上升，于是，流過R7的電流慢慢減小，即流經(jīng)VT1基極的電流慢慢減小，因此VT1輸出的電流也會慢慢減小，但電池電壓還會持續(xù)不斷地緩慢上升，當(dāng)電池電壓幾乎等于Vref時，IC1-2會輸出較高電壓，這時IC1-1的3腳電壓高于2.8OV (反相端2腳的輸入端電壓)， 比較器翻轉(zhuǎn)輸出高電平。該電壓有兩個作用：一方面會使VD5正偏導(dǎo)通被點亮(此時，IC1-4輸出還是低電平)，指示充電飽和；另一方面VD6也正偏導(dǎo)通，而R17很小，實際上是強(qiáng)制C2上端為高電平，所以IC1-3的9腳電壓高于10腳電壓，IC1-3被強(qiáng)迫輸出低電平，VD3因無正偏壓而熄滅。
　　雖然，從外在的表現(xiàn)看充電燈熄滅，飽和燈點亮在某一時刻瞬間轉(zhuǎn)換完成，但是實際上充電過程卻是逐漸過渡的：當(dāng)電池電壓遠(yuǎn)低于Vref時持續(xù)大電流充電，當(dāng)電池電壓接近于時充電電流慢慢減小，直至逐漸充電趨近零—— 即使飽和燈點亮?xí)r，小電流充電仍在繼續(xù)!所以這種狀態(tài)下，三只指示燈的工作情況分別為：VD2點亮，指示電源正常；VD3不亮；VD5點亮(飽和指示，小電流充電)。
　　鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量儲備比鎳鎘電池多30[%]，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長，并且對環(huán)境無污染。鎳氫電池的缺點是價格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰電池要差。