自動(dòng)電池充電器

您是否嘗試過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)電池充電器，當(dāng)電池電壓低于規(guī)定電壓時(shí)自動(dòng)為電池充電？本文將向您介紹如何設(shè)計(jì)自動(dòng)電池充電器。

當(dāng)電池達(dá)到滿電狀態(tài)時(shí)，下面的充電器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉充電過(guò)程。這樣可以防止蓄電池深度充電。如果蓄電池電壓低于 12V，電路會(huì)自動(dòng)為蓄電池充電。

12 伏自動(dòng)電池充電器電路圖

該自動(dòng)電池充電器電路主要包括兩個(gè)部分 - 電源部分和負(fù)載比較部分。

主電源電壓 230V，50Hz，連接到中心抽頭變壓器的初級(jí)繞組，將電壓降到 15-0-15V。

變壓器的輸出端與二極管 D1、D2 相連。二極管 D1、D2 用于將低交流電壓轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓。這一過(guò)程也稱為整流。脈動(dòng)直流電壓被加到 470uF 的電容器上，以消除交流波紋。

因此，電容器輸出的是未經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電壓。現(xiàn)在，這個(gè)未穩(wěn)壓的直流電壓被加到 LM317 可變穩(wěn)壓器上，以提供穩(wěn)壓的直流電壓。

該穩(wěn)壓器的輸出電壓在 1.2V 至 37V 之間可調(diào)，最大輸出電流為 1.5A。通過(guò)改變連接到 LM317 調(diào)整引腳的 10k 電位器，可改變?cè)摲€(wěn)壓器的輸出電壓。

Lm317 穩(wěn)壓器的輸出通過(guò)二極管 D5 和電阻 R5 加到電池上。二極管 D5 用于避免主電源失效時(shí)電池放電。

當(dāng)電池充滿電后，反向偏置的齊納二極管 D6 導(dǎo)通。此時(shí)，BD139 NPN 晶體管的基極通過(guò)齊納二極管獲得電流，從而使總電流接地。

在該電路中，綠色 LED 用于指示電池電量。電阻器 R3 用于保護(hù)綠色 LED 不受高壓影響。

電路原理

如果電池電壓低于 12V，則來(lái)自 LM317 IC 的電流通過(guò)電阻器 R5 和二極管 D5 流向電池。此時(shí)齊納二極管 D6 將不導(dǎo)通，因?yàn)殡姵氐碾娏魅坑糜诔潆姟?/p>

當(dāng)電池電壓升至 13.5V 時(shí)，流向電池的電流停止，齊納二極管獲得足夠的擊穿電壓，允許電流通過(guò)。

此時(shí)，晶體管基極獲得足夠的電流，從而導(dǎo)通，這樣 LM317 穩(wěn)壓器的輸出電流就通過(guò)晶體管 Q1 接地。因此，紅色 LED 指示充滿電。

充電器設(shè)置

電池充電器的輸出電壓應(yīng)低于電池的 1.5 倍，充電器的電流應(yīng)為電池電流的 10%。電池充電器應(yīng)具有過(guò)壓保護(hù)、短路保護(hù)和極性反接保護(hù)功能。

注：還可了解如何構(gòu)建電池充電電量指示器電路？

2.自動(dòng)電池充電器

電路圖

本項(xiàng)目中提到了用于密封鉛酸電池的自動(dòng)電池充電器電路。這是一種脈沖充電器電路，有助于延長(zhǎng)電池的使用壽命。該電路的工作原理說(shuō)明如下。

LM317 充當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器和電流控制器件。15V 的齊納二極管用于將 LM317 設(shè)置為在無(wú)負(fù)載時(shí)輸出 16.2V 電壓。當(dāng) 2N4401 由 555 的輸出導(dǎo)通時(shí)，LM317 的 ADJ 引腳接地，其輸出電壓為 1.3V。

LM358 充當(dāng)比較器和電壓跟隨器。LM336 用于向 LM358 的非反相端（引腳 3）提供 2.5V 的基準(zhǔn)電壓。分壓器網(wǎng)絡(luò)用于向 LM358 的反相端（引腳 2）提供部分電池電壓。

當(dāng)電池電量達(dá)到 14.5V 時(shí)，LM358 反相端輸入的電壓略高于 LM336 設(shè)置的引腳 3 上的 2.5V。這將使 555 的輸出變高。

結(jié)果，紅色 LED 發(fā)光，晶體管導(dǎo)通。這將使 LM317 的 ADJ 引腳接地，其輸出降至 1.3V。

當(dāng)電池電量低于 13.8V 時(shí)，LM358 輸出高電平，555 輸出低電平。因此，電壓從 LM317 流向電池，綠色 LED 發(fā)光，表示正在充電。

 3. 使用可控硅的電池充電器

本項(xiàng)目使用可控硅實(shí)現(xiàn)了一個(gè)自動(dòng)電池充電器電路。它可用于為 12V 電池充電。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)脑?，也可?6V 和 9V 等不同電位的電池充電。電路工作原理如下。

在變壓器和橋式整流器的幫助下，交流電源被轉(zhuǎn)換成 15 伏直流電，綠色 LED 燈被打開(kāi)。直流輸出是脈動(dòng)直流，因?yàn)檎髌骱鬀](méi)有濾波器。

這一點(diǎn)很重要，因?yàn)橹挥挟?dāng)電源電壓為 0 或與電源斷開(kāi)時(shí)，可控硅才會(huì)停止導(dǎo)通，而這只有在脈動(dòng)直流的情況下才有可能實(shí)現(xiàn)。

最初，可控硅 1 通過(guò) R2 和 D5 接收到柵極電壓后開(kāi)始導(dǎo)通。當(dāng) SCR1 導(dǎo)通時(shí)，15V 直流電流將流過(guò)電池，電池開(kāi)始充電。當(dāng)電池上的電量幾乎充滿時(shí)，它將與電流相反，電流開(kāi)始通過(guò) R5 流動(dòng)。

當(dāng)電位達(dá)到 6.8V 時(shí)，齊納 ZD1 開(kāi)始導(dǎo)通，為可控硅 2 提供足夠的柵極電壓，使其開(kāi)啟。

因此，電流通過(guò) R2 流經(jīng) SCR2，而 SCR1 則由于柵極電壓和電源電壓被切斷而關(guān)閉。紅色 LED 燈亮起，表明電池已充滿電。

電池完全充滿電