(四)穩壓由于市電經(jīng)常有波動(dòng),電壓不穩;電路的負載也有變化,造成充電電路電壓不穩。這對負載是有害的,尤其是最后階段超過(guò)電池的充終值,電池一定因受損而影響其壽命。在圖4-39中,加入一個(gè)穩壓管,相當于把超過(guò)部分——“波頂”削掉,電路的電壓則保持在設定點(diǎn)上,保護了電池和向負載提供穩定的電源,但這個(gè)電壓是固定的,不能隨情況的變化和需要而調整電壓。(五)自動(dòng)調壓電路穩壓管雖然可以保持電路電壓不超過(guò)規定值,但它并不能滿(mǎn)足今天的要求。市電由于用電不均衡,電網(wǎng)電壓上下波動(dòng)較大,就暴露了穩壓管的不足。當電路電壓超過(guò)要求時(shí),它能將超過(guò)部分削掉,然而電路電壓低于要求值時(shí),卻不能補足,結果電路工作仍然會(huì )出現不正常;另一方面,電路在設計時(shí),一般比要求電壓高出30%~50%,這樣市電電壓降低時(shí)雖然可以保證,但在市電經(jīng)常保持在平穩值期間,超出的部分勢必經(jīng)常流過(guò)穩壓管,穩壓管經(jīng)常有電流通過(guò)不僅是不經(jīng)濟的,穩壓管本身也不允許。實(shí)際上,電路穩壓并不使用穩壓管,而是采用由分離元器件組成的穩壓電路,或選用現成的穩壓集成塊,隨時(shí)調整因外界電壓不穩造成的電路工作不穩定。不管電壓升高還是降低,電路始終工作在理想狀態(tài)。而穩壓管只用在充電電路的某個(gè)單元部分內,滿(mǎn)足單元穩定工作的需要。集成電路的穩壓工作實(shí)際是調壓,高了可以調低、低了又可以調高,使電壓總穩定在設定值范圍內。圖4-40中采用的是可調式三端穩壓集成電路W317(LM317),1腳為輸入端Vin、3腳為輸出端Vout、2腳為控制端ADJ。穩壓電路W317右邊有一個(gè)并聯(lián)電路,其中電阻R可以為發(fā)光管VD2提供分流電壓。圖4-40a,電路是固定不可調,當電壓達到預定值時(shí),穩壓電路停止輸出。4-40b是可調典型局部電路,按照這個(gè)電路的原理,可以運用到開(kāi)關(guān)電路和充電器等電路中,以達到穩壓的目的。圖4-40b中,R為取樣電阻,1.25V為虛擬電源,實(shí)際是W317的基準電壓,W317的ADJ和Vout間電壓大于或小于此值,內部電路都要做相應的調整,使之穩定在1.25V。這是輸出電流Io穩定的關(guān)鍵。輸出電流值Io=(1.25-Uab)/R,式中Uab是a、b兩點(diǎn)間的壓差。調整方法和原理:當RP滑點(diǎn)移向a點(diǎn)時(shí),Uab降低,輸出電流Io增大;當向下移動(dòng)時(shí),Uab增大,相應地Io變小。若因某種原因造成電流不穩,Io增大或減小,則取樣電阻R上的電壓也隨之增大或減小。這時(shí),Vout和ADJ間的變化促使電路內部做相應調整,使輸出電流穩定。(六)如何顯示充電狀態(tài)充電電路工作在什么狀態(tài),電路是否有電,是否在進(jìn)行充電,充滿(mǎn)了沒(méi)有,憑眼睛在電路上是看不出來(lái)的。為此,只有在電路中設置顯示功能,發(fā)光管就是最好的元件。在圖4-41中最左側的發(fā)光管亮,表示插上電源后市電有通過(guò)變壓器。但變壓器次級有沒(méi)有電?如果接入電池后,圖中最上側的發(fā)光管亮,表示電路有電流通過(guò),充電正在進(jìn)行。電池充滿(mǎn)后,由于電壓升高,導致圖中最右側發(fā)光管亮,說(shuō)明充電達到終止點(diǎn),應當停止充電。(七)自動(dòng)調整電流的電路1、電路組成及原理 電路由整流、充電通路3CT和C1、R1、BT33A等組成的張弛震蕩器、穩壓管導通自動(dòng)關(guān)斷電路和電池接口等組成(圖4-42)。當電池接入電路后,電路才能接通并開(kāi)始工作,其順序是:電池電壓通過(guò)D1、R1到單結晶體管BT33A控制極,單結晶體管導通;電流通過(guò)震蕩變壓器觸發(fā)可控管3CT,使之導通;電路形成充電通路,對電池充電。2、可調整電流功能 調整圖中可變電阻R1,通過(guò)改變晶閘管3CT沒(méi)有導通,電路不能通過(guò)電流。3、自動(dòng)保護 當電阻沒(méi)有電池接入,即使接通電源,由于可控管3CT沒(méi)有導通,電路不能通過(guò)電流。4、自動(dòng)斷電 當被充電電池已經(jīng)充滿(mǎn),達到充電終止電壓時(shí),電流即通過(guò)二極管D1、R1,擊穿穩壓管2DW,電流被旁路,小環(huán)路失電,單結晶體管BT33A因控制極失去電壓而停振。通過(guò)BT33A控制的晶閘管3CT失去出發(fā)電壓而電流倒流。四、充電器電路實(shí)例下面介紹的是利用三極管、集成電路為開(kāi)關(guān)器件組成的開(kāi)關(guān)充電電路。(一)恒流部分 整個(gè)充電通路是:電流從整流校正極出發(fā)首先經(jīng)R3,然后經(jīng)3DG4、VD、被充電池、R1,最后回到整流橋負極形成回路。由于電流的流通,在電阻R1兩端形成壓差,三極管3DG2的基極電位高于發(fā)射極到一定值時(shí),3DG2導通;若電池初充電時(shí)電壓較低,充電電流就大,R1兩端壓差也大,基極電位提高,3DG2進(jìn)一步導通,拉低了三極管3DG3基極電位,繼而又導致了三極管3DG4導通降低,通過(guò)3DG4的電流被控而減少,達到恒流的目的。2、保護部分 三極管3DG1原處于截止狀態(tài),經(jīng)充電后電池電壓升高,3DG1基極電壓跟隨升高,直至3DG1導通,造成3DG3基極電壓被拉低,相繼使3DG4被截止,電路被關(guān)斷而停止充電。電路停止充電電壓值由調節RP2設定。設定時(shí)應帶負荷(即電池充電狀態(tài)),當達到該電池充電終止電壓時(shí),調節RP2使電路關(guān)閉,設定即完成,使關(guān)閉電壓固定在該品種電池的充電終止電壓上,防止過(guò)充。(二)可調電流、自動(dòng)關(guān)斷、自動(dòng)保護充電器電路 圖4-44和圖4-42相似,也只有將電池接入電路之后,才能使晶閘管導通進(jìn)行充電。電池接入后,電流經(jīng)R2使單結晶體管BT35D的e極得到電壓,BT35開(kāi)始振蕩,射極b2電流流入變壓器,次極得到耦合電壓,觸發(fā)晶閘管3CT導通,進(jìn)入充電狀態(tài)。1、自動(dòng)停止充電 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間充電,電池電壓逐漸升高。當電壓達到充電終止電壓值時(shí),穩壓管WD被擊穿,單結晶體管BT35因e極失壓而停振,變壓器無(wú)震蕩信號,次極無(wú)輸出,晶閘管3CT截止,電路被關(guān)閉而停止充電。2、充電電流的調節 圖中有兩個(gè)電位器RP1、RP2。(1)調節RP1可改變3DD基極控制電壓,改變三極管的放大倍數,調整充電電壓和電流,以適應不同類(lèi)型電池的要求。由于整個(gè)電路及充電電流都通過(guò)3DD,它流過(guò)的電流較大,開(kāi)始時(shí)可達3~5A,容易發(fā)熱,為了防止過(guò)熱燒毀,應為該管設大面積散熱片。(2)調節RP2可改變晶閘管3CT的導通角,控制充電電流的大小。3、自動(dòng)保護 電源無(wú)電時(shí),3DD基極無(wú)電壓,自動(dòng)截止或不能導通,即使3CT仍然處于導通狀態(tài),電路也是關(guān)閉的,電池的電流不能倒流,只能在張弛振蕩器范圍內小量消耗。4、電路優(yōu)點(diǎn) 當已經(jīng)被充滿(mǎn)的電池接入電路,電路不會(huì )起動(dòng)也不充電,這是因為穩壓管處于擊穿狀態(tài),單結晶體管不能導通,晶閘管3CT得不到觸發(fā)電壓的緣故。(三)適合于鉛酸電池、鎳系列電池使用的充電電路根據車(chē)用電池電壓和電路結構,調整電路元器件型號即可改變成適合的電路。1、電路工作原理 開(kāi)關(guān)穩壓電路:整流后的電源,經(jīng)開(kāi)關(guān)穩壓電路穩壓在預定點(diǎn)上,也就是電池的充電終止電壓。電路由三極管、二極管、電阻、電容和電位器W1組成自激振蕩式開(kāi)關(guān)穩壓電路,電路工作頻率為12kHz,頻率大小由1000P電容決定,容量減小,頻率就會(huì )提高,但以不超過(guò)16 kHz為宜,頻率高則損耗大。電路也可用穩壓管代替,三端式穩壓器件效果更好。穩壓電路的穩壓上限W1調定,調定是在充電電路帶負荷狀態(tài),50V電壓表跨接在電路上。電壓檢測:電路采用施密特電路檢測電壓,對電路的要求是:在電池放電終止電壓點(diǎn)上,繼電器KM閉合接通電源:在電池充電終止電壓點(diǎn)之下,繼電器KM釋放,切斷電路。交流電源電路的開(kāi)關(guān)由KM控制。它的調定與上述方法相同,但要調整的是W2。2、電路工作狀態(tài)(1)充電起始電流較大,達4.6A,對饑餓電池快速充電,短時(shí)間內即可充入容量的30%~50%。(2)很快即轉入3.5A電流,約相當于0.4C速率,并自動(dòng)維持相當一段時(shí)間。(3)隨著(zhù)充電電池電壓不斷上升,電流強度也不斷減低。(4)當電池電壓達到充電終止電壓前,電流在750mA上逐漸再降低。(5)達到充電終止電壓時(shí),繼電器KM釋放,切斷交流電輸入電路,停止充電。(四)脈沖反脈沖充電電路用散件組成的電路繁瑣復雜,調制費時(shí)、漂移較大不穩定,故障率高不易查找。采用集成電路不僅電路簡(jiǎn)單,周邊散件少,調試簡(jiǎn)單,性能穩定,還具有各種保護功能、自動(dòng)調節和控制功能。圖4-46是用兩個(gè)時(shí)基電路555及周邊器件組成的脈沖反脈沖充電電路。電路中的555-1是充電脈沖發(fā)生IC、555-2是放電反脈沖發(fā)生IC。充電脈沖占空比決定于555-1的2、6腳R2和C3,輸出腳為3,輸出脈沖通過(guò)R5、C7給3DD1基極偏壓,當555-1的3腳輸出高壓電平時(shí),觸發(fā)3DD1導通,充電電池由全波整流電路出發(fā),經(jīng)過(guò)R7、3DD1給電池充電,電流又經(jīng)R9返回整流器;輸出低電平時(shí),3DD1被截止。555-1的3腳輸出信號經(jīng)C5耦合從555-2的2腳輸入,觸發(fā)555-2的3腳發(fā)出短暫的間歇階段。3DD2基極電位被觸發(fā)而導通,造成電池通過(guò)3DD2D、R8、R9形成的小回路放電。反脈沖占空比由555-2的6腳電容C6、電阻R4決定。反脈沖過(guò)后有一個(gè)小間隙,之后又開(kāi)始充電脈沖,如此反復,脈沖反脈沖直至充電結束。時(shí)基電路555是充電器經(jīng)常使用的,另外還有TL494也是常用的集成電路



