如何设计电池充电指示电路

电池充电指示电路是高效使用锂电池非常有用的模块。这些指示器通常测量电池中的电压，并通过打开任何适当的LED来指示充电。但是，您不必购买这些模块之一即可有效地使用锂电池。事实上，你可以用最少的组件和很少的汗水来构建一个。

锂电池：

锂电池被证明是非常有用的电源，但为了获得持久的性能，您需要仔细查看关键参数。锂电池的使用方式应始终为电池充电前剩余 20%

的电量。如果不这样做可能会导致电池没电，所以现在您已经知道知道电池中的电量对于保持电池存活是非常必要的。让我们设计一个简单的电路来了解电池中的电荷百分比。

我将以12V锂电池为例，电池充电指示电路的设计说明如下。现在，对于典型的12V电池，各种充电水平下的电压将为

您可以在制造商的数据表中找到这些详细信息，几乎所有 12V 电池都具有相同的特性，但数据表始终值得寻找。

电池充电指示灯设计：

工作和计算：

测量到相应电荷水平的电压构成了上述电路非常重要的参考。为了便于理解，让我们逐步分析电路。最初将用于充电测试的电池连接到电路。连接后，使用1N4733A、5.1V、1W齐纳二极管以及控制流经齐纳二极管的串联电阻R1来调节电压。因此，我们从电池获得了大约5.1V的稳定输出电压。

四通道运算放大器 IC LM324 用作充电指示 LED 的比较器或激活器。我们使用带蓝色 LED 的 U1：A 表示 100% 指示，U1：B

带绿色表示 75%，U1：C 带黄色表示 50% 和 U1：D红色表示充电水平的 25%。使用LED的状态确定电池的充电水平。

下一步是固定每个充电水平的基准电压100%，75%，50%和25%。为了固定这些电荷水平的基准电压，使用电阻R2，R3，R4，R5和R6构建一个简单的分压器。从这些分压器获得的电压反过来将基准电压馈送到各个运算放大器U1：A，U1：B.。.U1：D.固定U1：A基准电压的计算如下

Vout = （R3+R4+R5+R6） * Vin / （R2+R3+R4+R5+R6） – 分压器公式

= 15K * 5.1V / 17K

= 4.5V

因此，100%电池充电的基准电压固定为4.5V。为了固定75%的电池电量，分压器方程的形式为：

Vout = （R4+R5+R6） * Vin / （R2+R3+R4+R5+R6）

= 14K * 5.1 / 17K

= 4.2 V

4.2V 是运算放大器 U1：B 的基准电压，用于 75% 的电池电量指示。重复上述步骤，U3：C 的 9% 为 50.1V，U3：D 的 6% 为

25.1V。现在，我们已将运算放大器的 U1：A 基准电压固定为 U1：D用于 100% 至 25% 充电指示。

接下来，我们设置了一个由R7和R9组成的分压器来测量电池电压并将其馈送到所有运算放大器的“-”输入端。现在让我们考虑一下我们从数据表中获得的四个电压级别。现在，当电池电压为13.5时，运算放大器的输入电压将为

输出电压 = 13.5 * R9/ （R9 + R7）

= 4.517V

现在这个电压大于固定参考电压4.5，用于100%的电池充电。因此，U1：A 的输出变低，蓝色 LED 亮起，表示电池中有 100%

的电量可用。假设现在电池电压为 12.5（电量的 75%），那么 U1：B 的电压将为 4.22，这超过了参考电压 4.2V，因此绿色 LED 亮起表示 75%

的电量可用。

这样，当电压分别降至 11.5 和 10.5 时，黄色和红色 LED 亮起。当 RED LED

亮起为电池充电时，这是一种警告。在该电路中，LED对应于电荷水平，低于该水平点亮，因此用作指示电荷水平的仪表。

蓝色 – 100%

绿色 – 75%

黄色 – 50%

红色 – 25%

电路板设计：

注意：

二极管D2旨在防止电池电流反向流动，从而损坏IC芯片。

电容器 C1 用于消除电源中的纹波。

现在您知道如何实现电池充电指示器的设计，现在获取电池的数据表，放下计算并构建电路。