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分享358充电电路

高工
2026-07-11 21:52:02     打赏

一款基于 LM358 运算放大器和 BD140 三极管的 单节 3.7V/4.2V 锂电池简易自动断电充电器电路。

它利用常见的电子元件,实现了对 18650 等锂离子电池的安全充电保护。


1. 核心元件与功能

供电输入:底部的 5V 手机充电器(通过开关控制),作为整个电路的直流电源。

控制核心:LM358 双运算放大器。在此电路中,它被配置为电压比较器,负责实时监测电池电压并决定是否切断充电回路 。

执行开关:BD140 (PNP型三极管)。它是充电回路的“总阀门”,受 LM358 控制,导通时允许充电,截止时切断充电 。

基准与调节:

3V 稳压二极管 (Zener Diode):为比较器提供稳定的参考电压基准 。

100K 电位器 (Trim Pot):用于微调充电截止电压,通常将其校准在 4.2V 左右,以适应标准锂电池的满电需求 。

状态指示:红色 LED 和 蓝色/绿色 LED。分别用于指示“正在充电”和“已充满/断电”的状态 。

2. 工作原理详解

该电路的工作过程可以分为两个阶段:

阶段一:充电阶段(电池电压 < 4.2V)

当接入 5V 电源并连接电量不足(如 3.7V)的电池时,电池电压经过电路中的电阻分压网络,送入 LM358 的一个比较器输入端(引脚 2)。

此时,分压后的电压低于由 3V 稳压管和电位器设定的基准电压(引脚 3)。

比较器判定条件满足,输出高电平(或特定逻辑电平),使得 BD140 (PNP) 三极管的基极获得驱动电流,三极管导通。

充电电流从 5V 电源经 BD140 流向电池,电池开始充电,红色 LED 亮起 。

阶段二:自动断电阶段(电池电压 ≥ 4.2V)

随着电池充电,电压不断上升。当达到预设的满电电压(约 4.2V)时,分压网络送出的电压高于基准电压。

LM358 比较器状态翻转,输出低电平,切断 BD140 的基极驱动电流。

BD140 三极管截止,充电回路被物理切断,停止向电池充电。

此时 红色 LED 熄灭,蓝色/绿色 LED 亮起,提示充电完成 。


image.png

增加了一个显示“59%”的电池图标,这通常是用来示意当前电池的剩余电量(State of Charge, SoC)。但在实际的电路工作中,这个图标本身并不会主动显示数据——真正的电量监测依然依赖于 LM358 比较器监测到的电压值(例如 3.7V~4.2V 区间)。既然你已经看到了带电量提示的版本,我为你补充这个电路的引脚级连线细节,方便你在实物搭建或仿真时对照:

关键引脚连线对照表

元件关键引脚连接说明
LM358Pin 1 (OUT1)输出到 BD140 基极(控制充电开关)
LM358Pin 2 (IN1-)接电池分压(来自 100K 电位器 + 10K 分压)
LM358Pin 3 (IN1+)接 3V 稳压管基准(通过 1K 电阻)
LM358Pin 8 (VCC)接 5V 输入正极
LM358Pin 4 (GND)接 5V 输入负极(系统地)
BD140Base (B)由 LM358 Pin 1 驱动(通过 470Ω 限流)
BD140Collector (C)接 5V 输入正极
BD140Emitter (E)接电池正极(充电输出)
Zener 3VCathode (K)接 5V 正极;Anode (A) 接地,建立 3V 基准

为什么“59%”只是示意?

  • 图中“59%”是静态图示,并非电路实时计算的结果。

  • 真实电路中,LM358 并不知道“59%”,它只判断电压是否达到你设定的阈值(比如 4.2V 断电)。

  • 如果你希望实现更精准的电量显示,需要额外加入 ADC(模数转换)模块或专用电量计芯片(如 MAX17043),但这超出了本简易电路的范围。

image.png


专家
2026-07-12 07:13:29     打赏
2楼

谢谢分享


院士
2026-07-12 17:37:28     打赏
3楼

学习了,谢谢分享。


院士
2026-07-14 18:39:10     打赏
4楼

早几年的时候都是这样的电路,我估计应该是从铅酸蓄电池的充电电路继承过来的。

现在锂电池的充放电都有专用芯片了。


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