電池充電指示器電路是有效利用鋰電池的非常有用的模塊。此類指示器通常測量電池電壓并通過打開任何適當的 LED 來指示電量。但您不必購買這些模塊之一才能有效地使用鋰電池。事實上，您可以用最少的組件和很少的努力來構建一個。

鋰電池：

鋰電池被證明是非常有用的電源，但為了獲得持久的性能，您需要仔細查看關鍵參數。鋰電池的使用方式應確保電池電量在充電前始終剩余 20%。否則可能會導致電池耗盡，所以現在您應該知道了解電池中的電量對于保持電池電量非常有必要。讓我們設計一個簡單的電路來了解電池的充電百分比。

下面以一節12V鋰電池為例，說明電池充電指示電路的設計。現在，對于典型的 12V 電池，不同充電水平下的電壓將為

您可以在制造商的數據表中找到這些詳細信息，幾乎所有 12V 電池都具有相同的屬性，但數據表始終值得查找。

電池充電指示燈設計：

工作和計算：

測量到相應電荷水平的電壓對上述電路形成非常重要的參考。為了更容易理解，讓我們逐步分析電路。首先將用于充電測試的電池連接到電路。連接 1N4733A 后，將使用 5.1V、1W 齊納二極管和串聯電阻器 R1 來調節電壓，后者控制流經齊納器的電流。這樣我們就可以從電池獲得約5.1V的穩定輸出電壓。

四路運算放大器 IC LM324 用作充電指示 LED 的比較器或激活器。我們使用帶藍色 LED 的 U1:A 用于 100% 指示，帶綠色 LED 的 U1:B 指示 75%，帶黃色 LED 的 U1:C 指示 50%，帶紅色 LED 的 U1:D 指示 25% 的電量。利用 LED 的狀態來確定電池的充電水平。

下一步是將每個充電水平的參考電壓固定為 100%、75%、50% 和 25%。為了固定這些電荷水平的參考電壓，使用電阻器 R2、R3、R4、R5 和 R6 構造了一個簡單的分壓器。從這些分壓器獲得的電壓依次將參考電壓饋送到各個運算放大器 U1:A、U1:B…U1:D。固定U1:A參考電壓的計算如下

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

? ? ? ?= 15K * 5.1V / 17K

? ? ? ?= 4.5V

因此，電池充電 100% 時的參考電壓固定為 4.5V。為了固定 75% 的電池電量，分壓器方程采用以下形式

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

? ? ? ? = 14K * 5.1 / 17K?

? ? ? ? = 4.2V

4.2V 是 Opamp U1:B 的參考電壓，用于指示 75% 的電池電量。重復上述過程，U1:C 的 50% 電壓為 3.9V，U1:D 的 25% 電壓為 3.6V。我們現在已經固定了運算放大器 U1:A 至 U1:D 的參考電壓，用于 100% 至 25% 充電指示。

接下來，我們設置了一個由 R7 和 R9 組成的分壓器來測量電池電壓并將其饋送到所有運算放大器的“-”輸入端。現在讓我們考慮一下我們從數據表中獲得的四個電壓級別。現在，當電池電壓為 13.5 時，運算放大器的輸入電壓將為

輸出電壓 = 13.5 * R9/ (R9 + R7)

? ? ? ?= 4.517V

現在該電壓大于 100% 電池充電時的固定參考電壓 4.5。因此，U1:A 的輸出變低，藍色 LED 亮起，表示電池電量為 100%。現在假設電池電壓為 12.5（電量的 75%），則 U1:B 的電壓將為 4.22，這超過了參考電壓 4.2V，因此綠色 LED 亮起，指示可用電量為 75%。

這樣，當電壓降至 11.5 和 10.5 時，黃色和紅色 LED 分別亮起。當紅色 LED 燈亮起時，需要給電池充電，這是一種警告。在該電路中，與充電水平相對應的 LED 會亮起，因此可用作指示充電水平的儀表。

藍色 – 100%

綠色 – 75%

黃色 – 50%?

紅色 – 25%

印刷電路板設計：

筆記：

二極管D2的作用是防止電池電流反向流動，從而損壞IC芯片。

電容器C1用于消除電源的紋波。

現在您知道如何實現電池充電指示器的設計，現在獲取電池的數據表，進行計算并構建電路。

編輯：黃飛

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