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本文通过镍氢电池充电器的二次改造、升级，旨在深入了解镍氢电池智能停充芯片的电路原理，并拓展其应用。
一、使用镍氢充电电池的必要性
1-1、按照当今充电电池的发展趋势，各种规格的锂电池已经成为主流，但却无法完全取代镍氢充电电池。由于锂电池的燃爆特性，为安全起见，许多国家都明令禁止将单纯的锂电池作为商品买卖、流通，只能配售正规厂商组装好的主机锂电池组（包），如笔记本电脑、吸尘器等等锂电池组（包）配件，其目的是禁止个人操作、组装危险的锂电池，以防发生重大安全事故，这在一定程度上也遏制了锂电池的广泛普及。
1-2、单纯的镍氢充电电池在世界范围内却可以作为正规的商品买卖、流通，并且其尺寸完全与干电池尺寸重合，虽然标称电压从干电池的1.5V下降到1.2V，但还是能替代绝大多数干电池供电，并成功取代具有明显记忆效应的镍镉充电电池。
1-3、某些用户受到价廉质次镍氢电池的影响，表现在劣质镍氢充电电池的容量不足、自放电严重等指标性能问题，又在傻充的“催命”充电下，导致镍氢充电电池处于恶性循环使用状态，使用寿命大幅降低，许多用户对使用镍氢充电电池失去信心，继而放弃了镍氢电池，全面转向了锂电池。
1-4、本人从1987年代至2000年代主要使用镍镉充电电池，又从2000年代开始，一面逐步淘汰镍镉充电电池，一面大量使用镍氢充电电池，迄今已完成镍镉充电电池的淘汰，同时手头也积聚了大量品质优良、表现出色的原装镍氢充电电池，许多还是2001年和2002年出厂的产品，均可正常服役于较低放电电流的应用场合。
下图仅是一小部分各种不同规格的原装镍氢充电电池：
1-5、结论：镍氢充电电池仍将继续，不会因锂电池时代的到来而过时、淘汰。至少是镍氢电池与锂电池并举而进。
1-6、到此，如果您仍然坚持认为镍氢充电电池已经过时，不应该再关注、使用，转而应该迎接锂电池新时代的到来，那么请您立即绕道，停止下文阅读，以免浪费宝贵的时间。
二、镍氢电池充电器DIY的起因
2-1、想要继续使用镍氢充电电池，当然需要配套相应的镍氢电池充电器，2002年从岛国随镍氢电池一起购买了SONY快速镍氢充电器BCG-34HRC，可对5#、7#电池单槽独立充电，具有放电“REFRESH”功能（消除记忆效应），见下各图：
2-2、随着镍氢电池的积少成多，规格尺寸也突破了5#、7#电池的限制，开始拥有1#、2#、9V方块镍氢电池，于是上述充电器无法满足充电需求，加之SONY充电器属于快速充电器，充电电流较大，电池发热量也较大，虽然可缩短充电时间，但影响电池寿命。随后又在2013年从岛国购入了1#、2#、5#、7#以及9V方块镍氢电池“通吃”的松下BQ-CC25镍氢充电器，见下各图：
2-3、从此SONY充电器储存吃灰，等待研究电路，改小充电电流。仅依靠一台松下BQ-CC25应对所有充电工作有点吃紧，于是萌生了DIY镍氢充电器的想法，全网搜索镍氢充电器自动停充（智能）芯片，终于在2015年5月找到如韵电子的CN3085芯片（ESOP8封装）。因一时找不到合适的DIY外壳，所以很早购入的CN3085芯片只能是储存吃灰，平时翻弄一下，用来养眼，随着时间的推移而贬值。
2-4、是从看到购买玩具时赠送的傻充后，见下各图，才正式启动镍氢充电器的DIY。
三、镍氢（镍镉）电池傻充拆解
3-1、按上图卸去背面四颗螺丝，打开底盖，可看到傻充的真面目，四个24Ω的1206电阻，四个1KΩ的0603电阻，外加四个直插的红色LED，构成了四槽独立充电电路，真是傻到家了，最好的电池也要给它充傻。观察电路板中部已经发热而烧焦，见下各图：
3-2、手工绘制的傻充电路图如下：电路板烧焦的简单理论计算验证：当接入的充电电池E1的电压为1V时，则R5两端的电压为5-1=4V，R5的功耗为4^2/24=0.67W, 当充电电池E1的电压充到1.4V时，则R5两端的电压为5-1.4=3.6V，R5的功耗为3.6^2/24=0.54W。R5是1206封装的贴片电阻,额定功率为0.25W,由此可见, R5、R6、R7、R8在整个充电过程中均超2-3倍负荷运行，发热严重，难怪充电器进行3、4次充电后电路板就烧焦（碳化）也就不足为奇了，这是何等荒谬的设计？
3-3、拆解后的塑料外壳、弹簧、电池正极夹片以及电池负极滑轨夹片留作DIY之用。其余零部件由电烙铁、热风枪侍候，经测量无损后，分门别类收纳进元件库备用。
四、CN3085方案的镍氢充电器DIY（第一次DIY）
4-1、CN3085规格书资料
完整的规格书资料见附件：CN3085规格书V1.3.pdf
主要规格书资料摘录于如下各图：
4-2、CN3085工作原理、特征和设定
4-2-1、芯片将镍氢电池的充电过程分为：涓流充电、恒流充电和维持（定时）充电三个阶段，最终自动停充，见下图：
4-2-2、芯片将电池的最高充电电压、恒流充电电流以及维持（定时）时间这三大主要参数交由设计者人为设定，表明芯片没有充分、主动承担控制充电过程的“责任”，而是由设计者决定参数后被动参与控制。另一方面，电池使用过程中，随着充电次数的增加，电池容量逐步降低，电池的最高充电电压以及维持（定时）时间也将随之发生改变，这给设计者设定参数带来困难。这是本芯片最大的特征，也是它的弱点。
4-2-3、电路设定、设计：
参照规格书的典型应用电路以及充电电池的规格，经计算、比较，最终确定的电路及元件参数如下图（仅提供一槽电路图，其余三槽同）：
4-2-4、电路说明
第1管脚通过NTC和电阻网络，用于检测和控制电池的充电温度，这里忽略电池充电温度检测和控制，故将第1管脚直接接地。
第2管脚用于恒流充电电流设定，通过设定电阻Rset连接到地。恒流充电电流Iset=1218/Rset=1218/2.7K=451mA。芯片允许的最高恒流电流为1A，这里按451/1000=45.1%的负荷运行，具体以发热情况和电路散热条件而定。另外5#充电电池的容量为2000┄2500mAh，充电倍率则为451mA/(2000┄2500mAh)=0.23┄0.18C，也较为合适。
第3管脚直接接地。
第4管脚直接接电源正极（+5V）。
第5管脚是充电输出脚，直接接充电电池正极。
第6管脚是由外部R11、C11构成的定时电路控制脚。当电池电压达到恒流充电终止电压时，芯片自动进入维持（定时）充电状态，并有RC电路开始计时，当定时结束时，整个充电过程自动停充。设电池的容量为Cb，则根据规格书的说明，维持（定时）充电阶段的充电电流为0.6Iset,需要充入的容量为0.6Cb（电池整个容量的60%是在维持充电阶段完成的，这很是费解，大部分充电应该在恒流充电阶段完成的），于是维持（定时）充电时间为0.6Cb/(0.6Iset)=Cb/ Iset=(2000┄2500mAh)/451=4.435┄5.543(h)。R11、C11的计算、选定由公式决定：T=2.654·R11·C11+4.98·C11，式中T表示维持（定时）充电时间（单位:sec），R11、C11分别表示接于第6脚外部的电阻（单位:KΩ）、电容（电位:uF）。T=2.654×680×10+4.98×10=18047.2+49.8=18097(sec)=5.03(h),恰好介于4.435(h)┄5.543(h)之间,故选取R11=680KΩ,C11=10uF。
第7管脚用于充电指示。正常充电过程中7脚输出低电平，外接LED11（红色）以及限流电阻R14到电源正极（+5V）。
第8管脚用于设定电池的最高充电电压。电池端5脚的输出电压通过R12、R13构成电阻分压网络反馈到第8脚的FB管脚，芯片根据FB管脚的电压决定充电状态。一般单节电池的最高充电电压为1.45V（无依据，仅是经验值,且此最高电压在电池使用充电过程中为变值），二节串联电池的最高充电电压设定为1.45V*2=2.90V，三节串联电池的最高充电电压设定为1.45V*3=4.35V 。
这里是单节电池独立充电，故设定的5脚最高充电电压为Vbatmax=Vfb(1+R12/R13)=1.205(1+33/150)=1.47V，式中Vfb=1.205V,是芯片第8脚的最高电压，R12、R13尽量选取常规电阻值，且R13在数百K范围内选取，由此确定R12=33K,R13=150K。1.47V-1.45V=0.02V考虑作为芯片第5脚到电池正极引线的线损压降。
各种不同充电阶段的第8管脚（FB）、第5管脚（BAT）的电压变化以及充电电流变化汇总于下表：
4-2-5、电路扩展应用：
按芯片规格书的典型应用，充电电路为单灯LED11（R）指示充电过程，即充电时LED11（R）点亮，充电完成时LED11（R）熄灭，这不符合一般的指示习惯，应该是双灯指示，即充电时LED11（R）点亮，充电完成时LED11（R）熄灭，LED12（G）点亮，为此采用S9013（NPN型）三极管，通过第7脚输出的低、高电平，控制S9013三极管开、关，实现LED12（G）的点亮与熄灭。电路图虚线框部分即为扩展的电路图。
4-3、电路板制作、焊接、测试：
4-3-1、使用洞洞板制作电路。理由：以研究芯片、电路为主，制作成功的电路（产品）永远是研究品、半成品，随时都有升级改造的可能，这样，洞洞板比较方便，印刷电路板反而难于改动电路,另外一次次的改动电路板软件（画图），并委托打板修改也非易事。当然印刷电路板易于焊接贴片元件，元件布置紧密度可大为提高，从而可大幅减小电路板面积，且整个电路板看起来漂亮、养眼。
4-3-2、采用时尚的6PIN供电接口TYPE-C，向电路板提供+5V充电电压。
4-3-3、为扩展LED指示，采用3mm直径的红、绿三脚共阳LED。
4-3-4、制作、焊接完成的电路板正反面见下各图：四槽电路相同，仅完成一槽的整体焊接，并用于测试。
4-3-5、将电路板装入塑料外壳，上电，充电输出为空载，绿色LED点亮，表明芯片得电。将5#镍氢充电电池装入槽位，绿色LED立刻转换为红色LED点亮，表明充电正在进行，充电数小时后，红色LED立刻转换为绿色LED点亮，表明充电完成，芯片能够自动停止充电。见下各图：
4-3-6、试验达到目的，电路板制作成功，可对镍氢电池进行正常充电，且具有自动停充功能。焊接、组装好其它三组，由CN3085构成的整个四槽镍氢独立充电器制作完成。
五、CJC5288方案的镍氢充电器DIY（第二次DIY）
5-1、CJC5288规格书资料：
2024年当今，偶尔初识了光华芯的CJC52XX镍氢电池充电芯片，CJC5288是其最新版本，完整版规格书见附件：CJC5288规格书V3.0.pdf
主要内容摘录如下：
5-2、镍氢电池充电过程最主要的特性：
5-2-1、镍氢电池充电过程中，随着充电的进行，电池电压逐步提高，当电池充满后，电压有明显的跌落。
5-2-2、镍氢电池充电过程中，随着充电的进行，电池发热量逐步提高，当电池充满后，电池发热量明显提高。
5-2-3、根据以上特性，只要能够检测到电池电压的明显跌落或发热量明显提高，就能够准确判定电池充满，显然，检测电压的明显跌落要比检测电池明显的发热量提高容易得多，而CJC5288芯片正是根据这一原理应运而生，它具有0△V和-△V检测手段，能够100%充满的同时快速终止充电，这就说明了CJC5288芯片的充电管理过程恰好满足了镍氢电池的真实充电过程，且停充的判定与电池的老化无关，只要检测到充电过程中电压明显跌落即判定电池充满，截止充电。与先前的CN3085充电芯片比较，具有显著的优点，于是在先前CN3085方案的基础上,萌生了CJC5288方案的第二次DIY。
5-3、CJC5288设计、设定
5-3-1、比较CN3085方案的优缺点，作以下改进和提高：
引出TYPE-C母座的CC1、CC2引线，以方便其上、下拉电阻的焊接，满足PD等快充设备的识别、握手供电。充电槽位尺寸和空间可充5#或7#电池，但5#镍氢电池的容量为2000┄2500mAh，7#电池的容量仅为650┄750mAh，二者容量相差3倍之多，如果设定同一充电电流，那么满足了5#电池的充电电流，则7#电池的充电电流势必过大；反之如果满足了7#电池的充电电流，则5#电池的充电电流势必过小，故需设法根据装入电池的种类自动改变合适的充电电流。CJC5288的典型应用是第4管脚输出高电平驱动单灯显示，即正常充电时，单灯以1Hz的频率闪烁，停充时熄灭，这不符合观察习惯。故必须根据芯片第4管脚的输出信号扩展成红、绿双灯显示，即正常充电时，红、绿灯以1Hz的频率交替亮、灭闪烁，充满时绿灯常亮。电路板仍然采用洞洞板，理由同上，并大面积铺铜、铺地，加强芯片散热。设计、规划好各元件的安装位置和排列位置，芯片背面位置全部铺铜、铺地，避免设置、安装元件。
5-3-2、初步确定的电路原理图如下（单槽电路，其余三槽同）：
5-3-3、电路说明：
电路图虚线左侧为单组TYPE-C供电电路，右侧为四槽相同的充电电路，图中仅画出一槽的电路。
芯片第1管脚为+5V供电脚，需靠近第1管脚设置滤波、退耦电容C22、C23。
芯片第2、3管脚接功率电感L21。功率电感的温升电流和饱和电流二者的最小值最好大于2A。
芯片第4管脚为LED显示输出，提供充电过程的单灯指示。电路组装完成后将利用第4管脚输出的高低电平，选取合适的电路扩展为红、绿双灯指示。
芯片第5、8管脚接地。
芯片第6管脚为充电电池串联数（充电总电压）设定脚，这里是单节电池独立充，故R21取10K，R22开路（不接电阻，空缺）。
芯片第7管脚为充电电流设定脚，这里先取R23、R24均为1.5Ω，待电路组装完成后根据调试情况最终确定阻值。K21为磁控开关（干簧管），用于自动判定装入槽位的是5#电池还是7#电池。当装入槽位的是长尺寸5#电池时，K21闭合，R23、R24并联，总阻值减小，充电电流增大，当装入槽位的是短尺寸7#电池时，K21断开，R24失效，总阻值为R23，充电电流减小。
采用TYPE-C6PIN母座作为供电接口，并引出CC1、CC2引线，以方便焊接上、下拉电阻Rp1、Rp2、Rd1、Rd2，满足PD等快充设备的识别、握手供电。TYPE-C母座输出端并联2个100uF/16V的电解电容，目的是除滤波外，电解电容的ESR大大于叠层贴片电容（MLCC）的ESR，可用于上电时的抗浪涌。
5-4、电路板制作、焊接
5-4-1、为避免元件排列布置紊乱，走线交叉、干扰过多，特地考虑、设计了主要元件在单面洞洞板上的排列布置，见下图：图中网格节点可看作是洞洞板的过孔。LED指示电路未最终确定，故图中未画出，但区域位置已定位确定。
5-4-2、按塑料外壳尺寸裁切洞洞板，在电路板上定位四片电池正极夹片和四个LED（双灯三脚共阳或共阴LED），在电路板上粘贴铜箔，大面积铺铜、铺。割开焊盘，确保不短路的前提下，进行四片芯片的焊接就位，接着功率电感L21和肖特基整流二极管D21定位、焊接就位。电路板背面定位TYPE-C 6PIN母座，引出CC1、CC2引线，以方便其上、下拉电阻的焊接。跨接引线用高温特氟龙套管绝缘，见下各图：
5-4-3、按电路图和布置图将主电路焊接完成，其中LED指示电路为临时电路，可暂时不用关注。另外需对芯片底部散热盘所在的通孔进行灌锡处理，可将正反面铜箔连通，使其良好接地和散热。见下各图：
5-5、滑轨弹簧松弛处理
5-5-1、因洞洞板长度大于原电路板长度（如果缩短洞洞板长度，则电路板面积不足以布置安装元件，这也是采用洞洞板的缺点），电路板装入塑料外壳后，导致滑轨弹簧松弛，无法张紧电池负极滑轨夹片，见下各图：
5-5-2、选取直径合适的铜导线，将其焊接到电池负极滑轨夹片上，以增大弹簧张紧距离，使得负极滑轨夹片可正常张紧，见下图：
5-6、上电测试
5-6-1、并联一槽充电电路中的R23、R24电阻，则其并联电阻为R23*R24/( R23+R24)= 1.5*1.5/(1.5+1.5)=0.75Ω,上电，将一节充电电池装入该槽位，红色LED开始以1Hz的频率闪烁，充电电流达到260mA，对于容量2000┄2500mAh的镍氢电池，充电倍率为260mA/(2000┄2500mAh)=0.13┄0.104C,充电电流太小，应减小R23、R24阻值，以增大充电电流。见下图（拍摄照片时恰好LED处于熄灭状态）：
5-6-2、测量弹簧及电池负极夹片的线损（电压降）为156.4mV，阻值约为156.4mV/260mA=0.602Ω。这对充电电流特别是大电流的设定具有不可忽略的影响，见下图：
5-7、磁控开关（干簧管）K21安装、调试
5-7-1、磁控开关（干簧管）K21的基本功能：当磁体接近磁控开关（干簧管）K21时，开关可自动闭合（常开型）或断开（常闭型）。常开型磁控开关（干簧管）K21的开、闭演示见下各图：
5-7-2、将四个磁控开关（干簧管）K21按下图连接、焊接：
5-7-3、将四个磁控开关（干簧管）K21组件装入塑料壳，使用便于剥离的胶种（这里使用热熔胶）固定，以方便以后的拆除和维修，见下图：
5-7-4、用快速瞬干胶将直径5mm，厚度1mm（Φ5×1mm）的强磁铁固定于电池负极滑轨夹片上（共4个），见下图：
5-7-5、组装好四个电池负极滑轨夹片，在任意槽中放置一节5#电池，因粘贴于电池负极滑轨夹片上的强磁片接近磁控开关（干簧管）K21，则K21闭合。在任意槽中放置一节7#电池，因粘贴于电池负极滑轨夹片上的强磁片远离磁控开关（干簧管）K21，则K21断开，这样就满足了自动改变5#、7#电池充电电流的要求。
5-8、充电电流调定
5-8-1、7#电池充电电流调试：7#电池装入槽位后，因K21断开，R24失效，总电阻即为R23=1.5Ω，上电，测得充电电流为120mA，同理，R23=1.2Ω时，测得充电电流为150mA，R23=1,0Ω时，测得充电电流为180mA，见下各图：
5-8-2、7#电池充电电流调试汇总于下表：
| 电池种类 | R23 | R24 | K21 | R23//R24 | 充电电流 | 充电倍率 | | 7# | 1.5Ω | - | 0FF | - | 120mA | 0.185-0.16C | | 7# | 1.2Ω | - | 0FF | - | 150mA | 0.231-0.2C | | 7# | 1.0Ω | - | 0FF | - | 180mA | 0.277-0.24C |
表中：OFF表示磁控开关（干簧管）K21处于断开状态；R23//R24表示R23与R24的并联电阻；7#电池充电倍率（C）=充电电流/电池容量=充电电流/（650-750mAh）。
从上表得：选取R23=1.0Ω，充电电流=180mA
5-8-3、5#电池充电电流调试：按电路图连接好磁控开关（干簧管）K21连线，在R23=1.0Ω的条件下，分别选取R24=1.0Ω、0.82Ω、0.75Ω、0.68Ω、0.56Ω进行充电电流测试，部分测试图片如下：R23//R24=1.0Ω//1.0Ω=0.5Ω时：充电电流=330mA
R23//R24=1.0Ω//0.82Ω=0.451Ω时：充电电流=390mA
弹簧及电池负极夹片的线损（电压降）影响:当减小R24阻值时,R23、R24并联电阻随之减小，充电电流随之增加，弹簧及电池负极夹片的线损（电压降）随之增大，芯片第7脚电位随之下降，在芯片控制下，充电电流反而不增只降。见下图：图中Rv即为弹簧及电池负极夹片的等效电阻（特别是弹簧的电阻较大）。使用飞线（图中虚线）连接电池负极夹片（滑动压接）与芯片第7脚（焊接），以消除等效电阻Rv对充电电流的影响。
全部测试结果汇总如下表：
| 电池种类 | R23 | R24 | K21 | R23//R24 | 充电电流 | 充电倍率 | | 5# | 1.0Ω | 1.0Ω | 0N | 0.5Ω | 330mA | 0.165-0.132C | | 5# | 1.0Ω | 0.82Ω | 0N | 0.451Ω | 390mA | 0.195-0.156C | | 5# | 1.0Ω | 0.75Ω | 0N | 0.429Ω | 410mA | 0.205-0.164C | | 5# | 1.0Ω | 0.68Ω | 0N | 0.405Ω | 430mA | 0.215-0.172C | | 5# | 1.0Ω | 0.56Ω | 0N | 0.359Ω | 460mA | 0.23-0.184C |
表中：ON表示磁控开关（干簧管）K21处于闭合状态；R23//R24表示R23与R24的并联电阻=R23*R24/(R23+R24)；5#电池充电倍率（C）=充电电流/电池容量=充电电流/（2000-2500mAh）。当充电电流达到390mA时，由于散热条件有限，芯片发热较严重，手指触摸芯片表面存在烫感而退缩，当充电电流减小到330mA时，芯片发热量较大，但手指可一直触摸芯片表面不退缩，为保险稳妥起见（考虑四槽同时充电的发热量），故选取较小的充电电流和较长的充电时间，即R24=1.0Ω，对应的充电电流为330mA。
5-9、双灯指示电路扩展：
5-9-1、从充电电路板上引出临时线：红线是+5V电源线（Vcc）；黑线是接地线（GND）；蓝线是芯片第4管脚（4PIN）。以下各电路的引出临时线定义均与此相同。
5-9-2、双灯指示电路一
电路一见下各图：两个分立的LED31（G）、LED32（R）串联，当4PIN为高电平时，4PIN→LED32（R）→R32→GND成为通路，LED32（R）点亮，同时LED31（G）熄灭；当4PIN为低电平时，+5V→R31→LED31（G）→4PIN成为通路，LED31（G）点亮（4PIN灌电流足够大时），同时LED32（R）熄灭，从而实现LED31（G）与LED32（R）的亮、灭交替闪烁。显而易见，电路成立的条件为LED31（G）与LED32（R）的导通压降之和必须大于电源电压Vcc=5V，否则LED31（G）与LED32（R）将始终导通常亮，且芯片4PIN信号无法参与控制。
电路一测试验证：按电路一在洞洞板上搭建临时电路。通电，未装入电池，发现LED31（G）、LED32（R）灯均常亮，见下图：说明两个串联的LED的导通电压之和小于Vcc=5V。装入电池充电，无论4PIN输出怎样的信号，均无济于事，无法正确指示电路充电状态，加上采用两个分离的LED（需要采用导光柱引至塑料外壳空洞处，DIY工作量较大），故电路一放弃。
电路一改进完善：在Vcc到GND之间串接二极管等降压元件，使得LED31（G）与LED32（R）的导通压降之和大于电源电压Vcc减去二极管压降，即可避免LED31（G）与LED32（R）常亮不受控的问题。
5-9-3、双灯指示电路二
电路二见下各图：两个分立的LED41（R）、LED42（G）并联，当4PIN为高电平时，4PIN→LED41（R）→R42→GND成为通路，LED41（R）点亮，LED42（G）熄灭；当4PIN为低电平时，+5V→R41→LED42（G）→4PIN成为通路，LED42（G）点亮（4PIN灌电流足够大时），LED41（R）熄灭，从而实现LED41（R）与LED42（G）的亮、灭交替闪烁。电路成立的条件为LED41（R）与LED42（G）中的每个导通压降必须小于电源电压Vcc=5V，否则LED41（R）与LED42（G）将始终无法导通点亮，4PIN信号当然也无法参与控制。
电路二测试验证：按电路二在洞洞板上搭建临时电路。通电，装入电池正常充电，观察发现LED41（R）亮、灭闪烁，LED42（G）常灭，说明芯片4PIN的拉电流足以直接驱动LED41（R），但其灌电流太小，无法直接驱动LED42（G），这是由芯片4PIN的内部电路结构决定的，它不同于单片机I/O端口，同时具有较强的灌、拉电流。故电路二无法满足指示要求。见下图：
重要结论：芯片4PIN低电平时，无法依靠其灌电流直接驱动LED，而只能利用外部Vcc通过PNP三极管或P-MOS管等开关元件驱动。
5-9-4、双灯指示电路三
电路三见下图：因Q51的基极与集电极反相，而Q51的集电极与Q52的基极同相，所以Q51的基极与Q52的基极反相。当4PIN为高电平时，Q51导通，Vcc→LED51（R）→R53→Q51的C-E极→GND成为通路，LED51（R）点亮，同时集电极电位拉低，使得Q52的基极为低电平，Q52截止，LED52（G）熄灭。当4PIN为低电平时，Q51截止，LED51（R）熄灭，Q51的集电极为高电平，使得Q52的基极为高电平，Q52导通，Vcc→LED52（G）→R54→Q52的C-E极→GND成为通路，LED52（G）点亮。从而实现LED51（R）与LED52（G）亮、灭交替闪烁。LED51（R）与LED52（G）可合并为红绿双色共阳LED。
电路三测试验证：按电路三在洞洞板上搭建临时电路，通电，装入电池正常充电，观察发现 LED51（R），LED52（G）正常交替闪烁，但LED51（R）始终微亮，特别是当LED52（G）点亮时，LED51（R）应该熄灭，但实际微亮，不符合充电指示要求，见下各图：
电路三改进完善：将Q51基极悬空或将Q51基极接地，LED51（R）始终微亮，理论上，Vb=0时，Q51应该彻底截止，测量R53两端的电压为0.242V,流过R53即LED51（R）的电流为0.242V/1K=0.242mA=242uA，从而使得LED51（R）微亮，见下图：将Q9014更换为S9013、S8050均无济于事，这只能理解为LED51（R）的灵敏度较高，即使Q51三极管彻底截止，因C-E极间存在微弱的漏电流，使得LED51（R）微亮。
5-9-5、双灯指示电路四
电路四见下图：当4PIN为高电平时，Q62导通，Vcc→LED62（R）→R64→Q62的C-E极→GND成为通路，LED62（R）点亮，同时Q61截止，LED61（G）熄灭。当4PIN为低电平时，Q61导通，Vcc→LED61（G）→R63→Q61的E-C极→GND成为通路，LED61（G）点亮，同时Q62截止，LED62（R）熄灭。从而实现LED61（G）与LED62（R）亮、灭交替闪烁，LED61（G）与LED62（R）可合并为双色绿红共阳LED。根据三极管负载的基本接法，不论NPN还是PNP三极管，负载（LED+限流电阻）应连接到集电极上，以稳定Vbe或Veb电压，从而稳定三极管的导通或截止工作状态。这里如果将LED61（G）、R63连接到Q61的集电极上，则Ve=Vcc=5V，而4PIN电位均低于Vcc，Q61将可能始终处于导通状态，无法满足充电电路指示。
电路四测试验证：按电路四在洞洞板上搭建临时电路。通电，装入电池正常充电，观察发现 LED61（G）、LED62（R）常亮的同时明、暗交替闪烁，说明芯片4PIN为低电平时，Q62未彻底截止关断，这是由于Q62基极信号不稳所致，见下图：
电路四改进完善：Q62基极添加下拉电阻R65，通电，装入电池正常充电，观察发现 LED61（G），LED62（R）亮、灭交替闪烁正常，符合充电指示要求。见下图：
5-9-6、双灯指示电路五
电路五见下图：LED71（R）由芯片4PIN拉电流（高电平时）直接驱动，LED72（G）则通过P-MOS管Q71驱动。根据MOS管负载的常规接法，负载LED72（G）、R72应接于Q71的漏极（D极）上。当芯片4PIN为高电平时，4PIN→R71→LED71（R）→GND成为通路，LED71（R）点亮，此时，Vs=Vcc=5V，Vg小于5V，所以Vgs为负电压，Q71将会导通，即LED72（G）点亮。当芯片4PIN为低电平时，LED71（R）熄灭，Vgs更小（负电压），Q71肯定导通，即LED72（G）点亮。由此，LED71（R）亮、灭交替闪烁，而LED72（G）常亮，该电路在理论上就不符合电路指示要求。不必再作测试验证。
5-9-7、双灯指示电路六
电路六见下图：与电路五相比，所不同的是将负载LED82（G）、R82连接于Q81的源极（S极）上，其余同电路五，这样连接降低了源极的电位Vs，使得Vgs有可能成为正电压而使得Q81关断，从而使得LED82（G）熄灭。满足充电指示要求。
电路六测试验证：按电路六在洞洞板上搭建临时电路。通电，装入电池正常充电，观察发现 LED81（R）、LED82（G）亮、灭交替闪烁正常，满足充电指示要求，见下图：
电路六改进完善：由于电路六不接下拉电阻R84始终能稳定工作，且满足充电指示要求，故在电路六中取消下拉电阻R84。
5-9-8、双灯指示电路七
根据电路四和电路六，可设计出电路七，见下图：LED91（R）由芯片4PIN的拉电流（高电平）直接驱动，LED92（G）则由PNP三极管Q91驱动。芯片4PIN为高电平时，4PIN→R91→LED91（R）→GND成为通路，LED91（R）点亮，因负载R92、LED92（G）接于Q91的发射极上（非常规接法），使得Ve小于Vcc=5V，当芯片4PIN高电平时Q91截止，LED92（G）熄灭。芯片4PIN为低电平时，LED91（R）熄灭，Q91导通，LED92（G）点亮，整体满足指示要求。
电路七测试验证：按电路七在洞洞板上搭建临时电路。通电，装入电池正常充电，观察发现 LED91（R）、LED92（G）亮、灭交替闪烁正常，整体满足指示要求，见下图：
5-9-9、双灯指示电路八
将电路三中的两个NPN三极管更换为两个N-MOS管，并相应修改电路，得到电路八，见下图：因为Q101的栅极与漏极反相，而Q101的漏极与Q102的栅极同相，所以Q101的栅极与Q102的栅极反相。当4PIN为高电平时，Q101导通，Vcc→LED101（R）→R103→Q101的D-S极→GND成为通路，LED101（R）点亮，同时Q101的漏极电位拉低，使得Q102的栅极为低电平，Q102关断，LED102（G）熄灭。当4PIN为低电平时，Q101关断，LED101（R）熄灭，Q101的漏极与Q102的栅极均为高电平，Q102导通，Vcc→LED102（G）→R104→Q102的D-S极→GND成为通路，LED102（G）点亮。从而实现LED101（R）与LED102（G）亮、灭交替闪烁，整体满足指示要求。LED101（R）与LED102（G）可合并为红绿双色的共阳LED。
电路八测试验证：按电路八在洞洞板上搭建临时电路，先断开下拉电阻R105，通电，装入电池正常充电，观察发现 LED101（R）常亮，LED102（G）熄灭，整体显示异常。用手指触摸芯片4PIN金属部分，LED101（R）仍然常亮，LED102（G）开始亮、灭交替闪烁，整体显示仍然异常，说明Q101栅极信号（电位）不稳定。见下图：
电路八改进完善：将下拉电阻R105=10K接入电路八，通电，装入电池正常充电，观察发现 LED101（R）、LED102（G）亮、灭交替闪烁，整体显示正常，见下图：
5-9-10、双灯指示电路九
将电路四中的PNP和NPN三极管对应更换为P-MOS和N-MOS管，并相应修改电路，得到电路九，见下图：当4PIN为高电平时，Q112导通，Vcc→LED112（R）→R114→Q112的D-S极→GND成为通路，LED112（R）点亮，同时Q111截止，LED111（G）熄灭。当4PIN为低电平时，Q111导通，Vcc→LED111（G）→R113→Q111的S-D极→GND成为通路，LED111（G）点亮，同时Q112截止，LED112（R）熄灭。从而实现LED111（G）与LED112（R）亮、灭交替闪烁指示，整体满足指示要求，LED111（G）与LED112（R）可合并为双色绿红共阳LED。不论N-MOS管还是P-MOS管，其负载（LED+限流电阻）一般应连接到漏极上，以稳定Vgs电压，从而稳定MOS管的工作状态。这里如果将LED111（G）、R113连接到Q111的漏极上，则Vs=Vcc=5V，芯片4PIN电位均低于Vcc，Vgs始终为负，Q111有可能始终处于导通状态，从而使得LED111（G）常亮，无法满足充电电路指示要求。所以将LED111（G）、R113连接到Q111的源极上的目的是要降低源极的电位Vs，当芯片4PIN为高电平时，使得Vgs为正或大于负阈值，确保Q111可靠关断，LED111（G）熄灭，整体满足指示要求。
电路九测试验证：按电路九在洞洞板上搭建临时电路，先断开下拉电阻R115，通电，装入电池正常充电，观察发现 LED112（R）常亮，LED111（G）熄灭，整体指示异常。用手指触摸芯片4PIN金属部分，LED112（R）仍然常亮，但LED111（G）开始亮、灭交替闪烁，整体指示仍然异常，这是由于Q111栅极或芯片4PIN信号（电位）不稳定所致。见下图：
电路九改进完善：将下拉电阻R115=10K接入电路九，通电，装入电池正常充电，观察发现 LED112（R）、LED111（G）亮、灭交替闪烁，整体显示正常，见下各图：
5-9-11、双灯指示电路十
重点讨论符合共阴LED连接的简化双灯指示电路，LED121（R）由芯片4PIN直接驱动，LED122（G）由PNP三极管Q121驱动，将LED122（G）接于集电极上，使得LED121（R）与LED122（G）可合并为红绿双色的共阴LED。将R122接于发射极上，以降低发射极电位Ve，当芯片4PIN为高电平时，使得Q121可靠截止，从而满足指示要求。见下图：
电路十测试验证：按电路十在洞洞板上搭建临时电路，通电，装入电池正常充电，观察发现 LED121（R）亮、灭交替闪烁，LED122（G）在亮与明亮之间变化，整体指示异常，很明显，4PIN高电平时Q121未截止，造成LED122（G）常亮。见下图：
电路十改进完善：进一步降低Ve电位，为此在发射极上接入一个二极管1N4001，通电，装入电池正常充电，观察发现LED121（R）亮、灭交替闪烁，LED122（G）在暗亮与明亮之间变化，整体指示异常，很明显，4PIN高电平时Q121仍然未截止，造成LED122（G）微亮。见下图：
再次降低Ve电位，为此在发射极上接入二个二极管1N4001，通电，装入电池正常充电，观察发现LED121（R）和LED122（G）亮、灭交替闪烁正常，整体指示正常，说明Ve电位已足够低，4PIN高电平时Q121已彻底截止，使LED122（G）熄灭。见下图：
经改进完善后的电路十见下图：电路中，各元件参数是经测验正常后的结果，不宜随意更改，如将R121改变为330Ω，则可增加LED（R）的亮度，但Q121将开始导通，使得芯片4PIN高电平时LED（G）不熄灭，反而微亮，导致指示异常。
5-9-12、双灯指示电路十一
参照电路十，将PNP三极管替换为P-MOS，并修改相关元件参数，可得到满足指示要求的双灯指示电路十一，见下图：在此不再详述。
5-9-13、经上述理论分析、测试验证以及改进完善，得出如下结论：电路四、电路六、电路七、电路八、电路九、电路十、电路十一可在此充电电路中作为双灯指示用辅助电路，其中电路四、电路八、电路九适用于双色共阳LED。电路十、电路十一适用于双色共阴LED。
5-10、充电器电路焊接、总装、试用：
5-10-1、按照上述电路十，完成双灯指示电路的焊接、总装，见下各图：
5-10-2、四个槽位中装满7#镍氢充电电池进行充电，见下图：红绿LED交替闪烁，总充电电流700mA，平均每节充电电流700/4=175mA。
5-10-3、任一槽位中装入一节7#镍氢充电电池进行充电，见下图：红绿LED交替闪烁，总充电电流200mA。
5-10-4、任一槽位中装入一节5#镍氢充电电池进行充电，见下图：红绿LED交替闪烁，总充电电流330┄350mA。
5-10-5、任意槽位中装入二节5#镍氢充电电池进行充电，见下图：红绿LED交替闪烁，总充电电流700mA，平均每节充电电流700/2=350mA。
5-11、结论：
经调试,最终决定的电路图见下图：对应的充电电流（最大）为：7#电池：175┄200mA；5#电池：330┄350mA，并实现7#、5#电池充电电流的自动切换。
本文篇幅冗长，花费围观者较多时间，在此表示感谢！
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雷达卡
发表于 2024-10-19 23:01:39
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千斤顶
发表于 2024-10-19 23:45:07
楼主
参考这个指示灯电路 
