分享一款電動剃須刀的電路方案設計。

性能指標要求

1.輕觸按鍵開關。

1小時快速充電。

1小時內恒流充電，充滿后涓流充電。

4.避免過度放電。

5.電池電壓小于2V,停止放電。

6.電池剩余電量LED燈5級顯示。

7.充電保護控制。

8.防止過充電損壞電池。

9.充電的同時剃須，優先控制馬達電流。

10.適配器輸出3.3-3.6V.

11.電池Ni-MH 1200mAH,兩個串聯，充滿電約為3V.

12.靜態電流≤1mA.

13.大電流放電保護。

14.計時器1小時，-△V,電池溫升超過35度斷充。

15.檢測充電電流，調節達到恒流。檢測放電電流。

系統框圖

本方案考慮成本沒有采用專用的充電管理芯片，而是根據充電時間，充電時的電池電壓，以及電池溫度來判斷充電截止時間。電池的充電曲線如下：

顯著特征是，電池充滿，電池電壓會有一個下降的趨勢，電池溫度急劇上升，充滿的時間大約是1小時，根據這些特點，我們可以得出充電截止的條件是時間，電池電壓下降，電池溫度急劇上升三種方式。

由于需要有5個LED指示燈來顯示剩余電量，所以要充分了解電池的充放電曲線，根據V-t的積分可以得出整體的電量，進而可以算出剩余電量。

各個廠家的電池參數不同，所以要想了解某個電池的充放電曲線，必須對電池進行多次的充放電實驗，經過多次實驗，得出NI-MH充電電池的特性如下：

1.單節標稱電壓1.2V，充滿后可達到1.5V左右。

2.兩節電池在充滿后有一個電壓下降，幅度為10mV左右。

3.電池充滿后，等一分鐘再充，仍然有-V.

4.在電池很空或者剛開始充電時，容易有假的-V.

5.電量顯示最好用V-t積分來判斷。

6.不同放電電流下的放電曲線差別較大。

7.每節電池的內阻不同，充電時的曲線不盡相同，最理想的對兩節以上電池的充電解決方案是充電時對兩節電池分別充電，使用時再將他們串聯，不過這樣的方案較復雜，成本也會有影響。

原理圖分析

充電部分

P1 P2為充電輸入接口，QP1（內置限流電阻）為充電檢測管，當插入外接適配器時，QP1的集電極將單片機的6腳拉到地，單片機即檢測到有外接適配器接入，接著，單片機的7腳輸出低電平， QP2截止，QP4 QP3導通，開始給電池充電。通過測量RP3兩端的電壓來檢測充電電流，即通過單片機16腳和1腳的AD采樣值來監控充電電流。DP1為電源防反接二極管，一般都是使用肖特基二極管。

電池放電部分

按下S1按鍵，單片機10腳輸出低電平，QM1截止，QM3 QM2導通，電池通過RM1 QM2向馬達供電，馬達高速旋轉時，電機內部碳刷摩擦會產生電磁噪聲，加入電容CM2會改善噪聲。通過測量RM1兩端的電壓來檢測放電電流，即通過單片機1腳和9腳的AD采樣值來監控放電電流。

RP1-RP6為采樣分壓電阻，阻值選取要大點，減小靜態電流。

U3為升壓芯片，將電池電壓升壓給單片機供電。D1-D5為電量指示燈。RT1為熱敏電阻，用來監測電池溫度。

審核編輯：湯梓紅