简易手机镍氢电池充电器原理图附图所示。该充电器主要由强电、弱电、放电这三部分电路组成。
一、强电部分
市电经熔断电阻R10加在整流桥上。在高压滤波电容C0两端产生约300V的脉动直流电压。上电后R1给VT1基极提供启动电流，VT1振荡，变压器初级电感被激励，1、2端产生上正下负的电压，根据图中所示同名端，辅助绕组3、4端也产生上正下负的电压，经电容C1耦合、R3限流加到VT1基极，开关管VT1迅速饱和导通，集电极电流线性增加，基极电流按指数衰减，充电回路为：变压器3脚→C1→R3→VT1发射结→R4→变压器4脚。
当VT1基极电压上升到约1.8V时，VT2迅速导通，拉低VT1基极电位，随后VT1退出饱和，流过集电极的电流相应减小，于是，变压器初级电感被激励产生正极性电压，电压极性为下正上负（感应电压和输入电源同相相加）。变压器3端电压下跳为负压，由于电容两端的电压不能突变，所以，C1左端电压比变压器3脚更低，VT1迅速截止，这时放电回路为： 变压器4脚→R4→VD1→VT2集电结→R3→C1→变压器3脚，此后电容放电，VT1基极电压上升，当电压达到0.6V，VT1又迅速导通，于是电路重复上述自激振荡稳定工作。
VD2用来设置C2负极的直流电位，稳压管稳压值越大，C2负极的直流电位越低。因为VT1基极最高电压1.8V是本电路工作状态的转折点，假如稳压管VD2是5.1V，则稳压管正极被钳位于-3.3V，稳压管VD2是5.6V，则稳压管正极被钳位于-3.8V（稳压管正、负极电压的代数差是其稳压值）。正常工作时，电容C2负极为基本稳定的直流电压（以图中参数，约-3.3V），因此，变压器3端电压负脉冲最低约-4.0V，因为它最低也只能比C2负极低一个PN结（VD3）电压。VD2设置C2负极的直流电位，C2负极的直流电位越低，输出电压越高，反之亦反。
该电路次级输出电压与初级没有反馈通路，所以其稳压效果并不理想。实际上充电器设计时仅考虑输入电压为AC 220V的情况下，依靠精心设计变压器绕组（初级： 170 匝，辅助绕组：13匝，次级：19匝）和R4、VD2的参数来实现输出电压为某个值，若输入电压增大，输出电压也会适当增大。另外，如果短路VD1、适当减小R4的值也可以使输出稳定在某个值。改变R4的值一方面改变输出电压，另一方面工作频率也会相应改变，以图中参数： 当输入市电为220V，电池充电电流250mA时，工作频率f≈80kHz。R4的阻值与输出电压的关系见下表。
高压开关管VT1可以用ST公司的BV68直接代换，它的集-射极最高耐压为600V； 开关变压器磁芯型号为EE12，即两个E型磁体镜像粘合，尺寸见原理图中标注，厚度为4mm）。
二、弱电部分
1.基准电压VREF形成电路
R6、R7、R8和TL431组成基准电压VREF ， 根据图中参数V\(^{REF}\)=2.5×（100+820）/820= 2.80V。
2.大电流充电电路
装入电池，把充电器插入市电插座，当电池电压低于V\(^{REF}\)时，LM324：B输出低电平，VT3导通，输出大电流给电池充电。此时，VT3处于放大状态，这是因为电池电压和VD9压降的和约为3.2V（假设开始充电时电池电压约为2.5V），而经VD4整流后的电压大约5.0V，所以，VT3的射-集电极压差远大于0.2V，当充电电流为300mA时VT3发热比较严重，所以最好用P\(^{T}\)=625mW的S8550三极管，或者适当增大基极电阻以减小充电电流。实际上，由输出电压与初级没有反馈通路，所以当电网电压有较大波动时，输出电压也会相应增大或减小，因此，最后也会作用VT3上，造成VT3不同程度的发热。
注：由于LM324低电平驱动能力较小，实测LM324：A、LM324：B输出的“低电平”并不是0V，而是0.8V左右。
3.大电流充电指示电路
首先看LM324：D的工作情况：其12端通过R10接V\(^{REF}\)，由于接成正反馈，所以构成了滞回比较器，刚开始上电时C4上端没有电压，LM324：D输出高电平。这个高电平一方面通过R19反馈到12端，另一方面经电阻R21对电容C4充电，当充电的电压高于12端电压V+时，比较器翻转输出低电平；由于R19的反馈作用，12端电压立即下跳到低电平，这时，电容C4通过电阻R21放电，当放电的电压小于12脚电压时，比较器再次翻转输出高电平，由于R19的反馈作用，12端电压立即上跳到V+，此后电路一直重复上述过程，因此，LM324：D输出频率固定的方波信号。
其次看LM324：A的工作情况：电池电压由R31、R32分压后接LM324：A同相输入端，因为R31<<R32，所以M324：A的3端略低于电池电压，显然它更低于其2端电压VREF，因此，LM324：A输出稳定的低电平。因此，加在电阻R20和发光二极管VD8通路一端为频率固定的方波电压，另一端为稳定的低电平，因此，发光二极管VD8会周期性点亮，给人闪烁的感觉。
最后看LM324：C的工作情况：当LM324：B输出低电平时，LM324：C的10端也为低电平，而其9端通过R9接V\(^{REF}\)，所以，LM324：C也输出低电平。 结合上面的讨论，我们可以看出：电阻R16和发光二极管VD7两端电压差为零，因此，VD7不能点亮！另外，无论LM324：D的13端电压如何变化（电容充、放电在该脚形成三角波电压）都不会受LM324：C输出的影响，因为LM324：C输出低电平，要么VD10反偏截止，要么VD10两端都为低电平！
所以，这种状态下，四只指示灯的工作情况分别如下：VD5点亮，指示电源正常；VD6不亮；VD7不亮； VD8闪烁，指示电池充电正常。
4.小电流充电电路
当充电一段时间后，电池电压慢慢上升到接近V\(^{REF}\)时，LM324：B输出电压慢慢上升，于是，流过R12的电流慢慢减小，因此VT3输出的电流（对电池充电）也会慢慢减小，但电池电压还会持续不断地缓慢上升，当电池电压几乎等于V\(^{REF}\)时，LM324：B会输出较高电压，这时LM324：C的10端高于9端电压，比较器翻转输出高电平，一方面会使VD7正偏导通被点亮（此时，LM324：A输出还是低电平），另一方面VD10也正偏导通给C4持续充电，LM324：D的13端高于12端电压，因此LM324：D被强迫输出低电平，VD8因无正偏压而熄灭。
虽然从外在的表现看充电灯熄灭，饱和灯点亮在某一时刻瞬间转换完成，但是，实际上充电过程却是逐渐过渡的： 当电池电压远低于V\(^{REF}\)时持续大电流充电，当电池电压接近于V\(^{REF}\)时充电电流慢慢减小，直至逐渐充电趋近“0”——即使饱和灯点亮，但系统仍在小电流充电！
所以，这种状态下，指示灯的工作情况分别如下：VD5点亮，指示电源正常；VD7点亮，指示饱和（小电流充电）。
5.LM324：A的用途
从上面3、4的分析中可以看出：无论电路是大电流或小电流充电，LM324：A的输出一直是低电平，好像它没有什么作用似的，还不如直接把VD7、VD8负极接地？实际上，LM324：A有一个妙用：假如把VD7负极直接接地，当把充电器接入市电且不装电池时，VT3处于微导通状态，VD9负极有比较高的电压，LM324：C输出高电平——没有装电池，饱和指示灯亮，这显然不合适。依图中电路连接，不装电池时VD9负极有比较高的电压，该电压同时加到3端，因此LM324：A也输出高电平，这样VD7就不会点亮。
三、放电部分
我们一般会有这样的感觉：刚买回来的镍氢电池，在开始一段时间使用时，一次充电所需的时间较长，连续使用的时间也较长；但是，当用了三个月或半年后，无论是充电或是使用的时间都缩短了，这是因为镍氢电池多次充、放电后容量下降的表现； 如果这时能把电池彻底放电一次，情况会有一些改善，充电器设计放电功能就是由此而来。
装入电池，把充电器插入市电插座，按轻触开关S1时，VT4的发射极-集电极被短路，电池电压一方面经R28放电，另一方面由R29、R30分压后加到VT5的基极，此时VT5饱和导通，其集电极电压约为0.2V，于是就会出现下列情形： ①电池经R25加在VD6上，VD6点亮； ②VT4饱和导通，即使释放S1，VT5基极有偏置电压，因此它依然饱和导通，直到电池电压低到不足以维持为止，电路自动解锁。
因此，我们可以看出：VT4、VT5组成自锁电路，如想解锁，只能按轻触开关S2，使VT5失去基极偏压，自锁解除VT4、VT5截止。
当VT5饱和导通后，VD11正极被钳位约0.9V左右——也就是说V\(^{REF}\)被钳位约0.9V，这时LM324：A、B、C、D分别输出高电平、高电平、高电平和低电平，因此VT3截止，从而切断了次级输出和电池之间的联系，放电时仅仅是放电池本身的电！所以，这种状态下，指示灯的工作情况分别如下：VD5点亮，指示电源正常； VD6点亮，指示放电进行。
实际上只要装入电池，既使不把充电器插入市电插座，按轻触开关S1也可对电池放电，此时，主电源没有电压，所以LM324不工作，电源指示灯不亮。
（文/葛中海）