原标题：基于lm324n的充电器电路设计方案

　　LM324n为四运放集成电路这是大家都知道的，那么它在电路中是起什么作用呢?本文主要解析LM324n在充电器电路的应用，由于LM324n是LM324的子系列，它俩除了个别参数不同之外，其余都一样的，所以主要以LM324为主。

　　LM324

　　LM324为四运放集成电路，采用14脚双列直插塑料封装。，内部有四个运算放大器，有相位补偿电路。电路功耗很小，lm324工作电压范围宽，可用正电源3～30V，或正负双电源±1.5V～±15V工作。它的输入电压可低到地电位，而输出电压范围为O～Vcc。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互单独。每一组运算放大器可用如图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-(-)为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反;Vi+(+)为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

　　LM324引脚排列见图1。2。lm124、lm224和lm324引脚功能及内部电路完全一致。lm124是军品;lm224为工业品;而lm324为民品。由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等特点，因此他被非常广泛的应用在各种电路中。

　　lm324引脚图

　　特点                                 

　　内部频率补偿  

　　直流电压增益高(约100dB)              

　　单位增益频带宽(约1MHz)    

　　电源电压范围宽：单电源(3—32V);                    

　　双电源(±1.5—±16V)  

　　低功耗电流，适合于电池供电           

　　低输入偏流  

　　低输入失调电压和失调电流  共模输入电压范围宽，包括接地  

　　差模输入电压范围宽，等于电源电压范围  输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V)

　　LM324工作参数

　　基于lm324n的充电器电路图分析

　　基于lm324n的充电器电路图

　　1.基准电压VREF形成

　　外接电源经插座X、二极管VD1后由电容C1滤波。VD1起保护作用，防止外接电源极性反接时损坏TL431。R3、R4、R5和TL431组成基准电压VREF，根据图中参数VREF，=2.5×(100+820)/820=2.80(V)，这个数据主要是针对镍氢充电电池而设计(单节镍氢充电电池充满后电压约为1.40V)。

　　2.大电流充电

　　(1)工作原理

　　用LM324制作的充电器接入电源，电源指示灯LED(VD2)点亮。装入电池(参考图片，实际上是用导线引出到电池盒，电池装在电池盒中)，当电池电压低于VREF时，IC1-1输出低电平，VT1导通，输出大电流给电池充电。此时，VT1处于放大状态——这是因为电池电压和VD4压降的和约为3.2V(假设开始充电时电池电压约为2.5V)，而经VD1后的电压大约5.0V，所以，VT1的发射极一集电极压差远大于0.2V，当充电电流为300mA时，VT1发热比较严重，所以最好用PT=625mW的S8550，或者适当增大基极电阻以减小充电电流(注：由于LM324低电平驱动能力较小，实测IC1—2，IC1—4输出低电平并不是0V，而是约为0.8V)。

　　(2)充电的指示

　　首先看IC1-3的工作情况：其同相端10脚通过R13接VREF，R14接成正反馈，反相端9脚外接电容，并有一负反馈通路，所以，它实际上构成了滞回比较器。刚开始时C2上端没有电压，则IC1-3输出高电平。这个高电平有两个放电通路，一个通路是通过R14反馈到10脚，另一通路是经电阻R15对电容C2充电，当充电的电压高于10脚电压V+时，比较器翻转输出低电平;与此同时，由于R14的反馈作用，10脚电压立即下跳到V-，这时，电容C2通过电阻R15放电，当放电的电压小于10脚电压V-时，比较器再次翻转输出高电平，由于R14的反馈作用，10脚电压立即上跳到V+，此后电路一直重复上述过程，因此，IC1-3的输出为频率固定的方波信号。其次看IC1-4的工作情况：电池电压经R2、R16分压，接IC1-4的12脚，因为R2最后看IC1-1的工作情况：当IC1-2输出低电平时，显然IC1-1的3脚为低电平，而其2脚通过R1接VREF所以，IC1-1也输出低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，R11和VD5两端电压差为零，因此，VD5(饱和指示)不能点亮!另外，由于IC1-1输出低电平，无论IC1-3的9脚电压如何变化(电容充、放电在该脚形成三角波电压)都不会受IC1-1输出的影响——因为IC1-3的9脚电压(要么高到V+，要么低到V-)始终高于IC1-1的输出，VD6反偏截止!所以，这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：VD2点亮，指示电源正常;VD3闪烁，指示电池充电正常;VD5不亮。

　　3.小电流充电

　　当充电一段时间后，电池电压慢慢上升到接近VREF时，IC1—2输出电压慢慢上升，于是，流过R7的电流慢慢减小，即流经VT1基极的电流慢慢减小，因此VT1输出的电流也会慢慢减小，但电池电压还会持续不断地缓慢上升，当电池电压几乎等于VREF时，IC1-2会输出较高电压，这时IC1-1的3脚电压高于2.80V(反相端2脚的输入端电压)，比较器翻转输出高电平。该电压有两个作用：一方面会使VD5正偏导通被点亮(此时，IC1-4输出还是低电平)，指示充电饱和;另一方面VD6也正偏导通，而R17很小，实际上是强制C2上端为高电平，所以IC1-3的9脚电压高于10脚电压，IC1-3被强迫输出低电平，VD3因无正偏压而熄灭。虽然，从外在的表现看充电灯熄灭，饱和灯点亮在某一时刻瞬间转换完成，但是实际上充电过程却是逐渐过渡的：当电池电压远低于VREF时持续大电流充电，当电池电压接近于VREF时充电电流慢慢减小，直至逐渐充电趋近零——即使饱和灯点亮时，小电流充电仍在继续!所以这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：VD2点亮，指示电源正常;VD3不亮;VD5点亮(饱和指示，小电流充电)。

　　4.IC1-4的用途

　　从上面2、3内容的分析中可以看出，无论电路是大电流或小电流充电，IC1-4的输出一直是“低电平”，好像它没有什么作用似的，还不如直接把VD3、VD5负极接“地”?刚开始设计时，确实没有考虑用IC1-4，把VD3、VD5的负极直接接地。然而，当制作好后通电工作时发现一个问题：当不装电池通电时，饱和指示灯VD5点亮——这显然不合适!因为，没装电池时VT1处于微导通状态，IC1-2的5脚电压高于VREF，IC1-2输出高电平，于是IC1-2也输出高电平，VD5点亮。若在原理图中接入IC1-4，没装电池时VT1处于微导通状态，IC1-4的12脚电压也会高于VREF，因此，IC1-4输出高电平，这样VD5就不能点亮。需要说明一点，外接输入电压不能太高，也不能太低。输入电压太高，大电流充电时调整管发热严重;另一方面，IC1-2输出高电平的时间会因为电源电压较高而提前超过VREF(设定值)，这样就会给我们一个错觉，电池很快就充满了!实际上并非如此。输入电压太低也不好，同上面的分析一样，IC1-2输出高电平的时间会因为电源电压较低而迟后，更有甚者，也可能永远达不到VREF，充电指示灯一直闪烁，但大电流充电过程早已结束。所以，外接电压太高或太低，充电和饱和指示的状态是不准确的。

　　总结

　　从这电路的制作过程来看，以我个人经验而言，主要有以下几点可以借鉴，与君共勉

　　一，先弄懂电路原理，抄板或是找到相关图纸。

　　二，制订改动方案，和修改相关参数。

　　1、首先，是改变压器。按照原电压相应改动次输出绕组的匝数，其它绕组(如辅助绕组、12V后级IC供等)不变动。如果想保持原功率不变输出电压减小要增大输出电流就加粗线径。

　　2、当原充电器的输出电压大范围改低以后，431和光耦817周边元件的参数要相应改变。改到多少最适合，那要跟据实际计算和实验来定。

　　三，细心调试，当改好电源后。

　　先必须要进行低压测试，后级输出部分加一个相得的输出电压(不要在反接二极管后面)。有的光耦发光二级管部分是接在IC电源12V绕组的，也要分别加上另一组12V电压。充电器输出改为12V输出的可以共用一个12V电源。加好电压后测试基准、反馈电路各部分参数是否正常。一切正常后，再串60W灯泡上电。如无问题就大功告成。

　　四、必要工具，除万用表外，示波器是必备工具。

　　利用示波器可以直观的看到驱动波形和占空比。可以，发现波形和占空比对电路的影响，对电源效率的影响。可以对电路进行测试，和适时调试。在测试中发现问题，以便及时更正。在调试中可以还原和发挥充电器的最大性能。