分享一款电动剃须刀的电路方案设计。

(相关资料图)

性能指标要求

1.轻触按键开关。

1小时快速充电。

1小时内恒流充电，充满后涓流充电。

4.避免过度放电。

5.电池电压小于2V,停止放电。

6.电池剩余电量LED灯5级显示。

7.充电保护控制。

8.防止过充电损坏电池。

9.充电的同时剃须，优先控制马达电流。

10.适配器输出3.3-3.6V.

11.电池Ni-MH 1200mAH,两个串联，充满电约为3V.

12.静态电流≤1mA.

13.大电流放电保护。

14.计时器1小时，-△V,电池温升超过35度断充。

15.检测充电电流，调节达到恒流。检测放电电流。

系统框图

本方案考虑成本没有采用专用的充电管理芯片，而是根据充电时间，充电时的电池电压，以及电池温度来判断充电截止时间。电池的充电曲线如下：

显著特征是，电池充满，电池电压会有一个下降的趋势，电池温度急剧上升，充满的时间大约是1小时，根据这些特点，我们可以得出充电截止的条件是时间，电池电压下降，电池温度急剧上升三种方式。

由于需要有5个LED指示灯来显示剩余电量，所以要充分了解电池的充放电曲线，根据V-t的积分可以得出整体的电量，进而可以算出剩余电量。

各个厂家的电池参数不同，所以要想了解某个电池的充放电曲线，必须对电池进行多次的充放电实验，经过多次实验，得出NI-MH充电电池的特性如下：

1.单节标称电压1.2V，充满后可达到1.5V左右。

2.两节电池在充满后有一个电压下降，幅度为10mV左右。

3.电池充满后，等一分钟再充，仍然有-V.

4.在电池很空或者刚开始充电时，容易有假的-V.

5.电量显示最好用V-t积分来判断。

6.不同放电电流下的放电曲线差别较大。

7.每节电池的内阻不同，充电时的曲线不尽相同，最理想的对两节以上电池的充电解决方案是充电时对两节电池分别充电，使用时再将他们串联，不过这样的方案较复杂，成本也会有影响。

原理图分析

充电部分

P1 P2为充电输入接口，QP1（内置限流电阻）为充电检测管，当插入外接适配器时，QP1的集电极将单片机的6脚拉到地，单片机即检测到有外接适配器接入，接着，单片机的7脚输出低电平， QP2截止，QP4 QP3导通，开始给电池充电。通过测量RP3两端的电压来检测充电电流，即通过单片机16脚和1脚的AD采样值来监控充电电流。DP1为电源防反接二极管，一般都是使用肖特基二极管。

电池放电部分

按下S1按键，单片机10脚输出低电平，QM1截止，QM3 QM2导通，电池通过RM1 QM2向马达供电，马达高速旋转时，电机内部碳刷摩擦会产生电磁噪声，加入电容CM2会改善噪声。通过测量RM1两端的电压来检测放电电流，即通过单片机1脚和9脚的AD采样值来监控放电电流。

RP1-RP6为采样分压电阻，阻值选取要大点，减小静态电流。

U3为升压芯片，将电池电压升压给单片机供电。D1-D5为电量指示灯。RT1为热敏电阻，用来监测电池温度。

审核编辑：汤梓红