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恒流電池充電器設(shè)計(jì)介紹

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量：948次  |  2020年06月01日  

電池用恒定的電流充電，充電電流大約是電池用安培-小時(shí)計(jì)算時(shí)容量的十分之一．也即一節(jié)4.5Ah容量的電池，充電電流大約是450mA。


這種恒流電池充電器有下列特點(diǎn)：


1．能對(duì)6v、9v、12v電池充電。其他額定電壓的電池只要改變兩只穩(wěn)壓二極管ZD1和ZD2的電壓值，也能對(duì)它充電。2．恒流的大小可以根據(jù)電池容量用電位器和萬(wàn)用表與電池串聯(lián)就能隨意設(shè)定。3．一旦電池充足．在它達(dá)到一定電壓后(例如12V電池達(dá)到13.5V～14.2v)，電路能給出指示，并自動(dòng)切斷充電器，無(wú)需將電池從電路中移開(kāi)。4.如電池放電放到電壓低于一定值．電路會(huì)給出“深度放電”指示。5．電路靜態(tài)電流小于5mA。其電流消耗大部來(lái)自齊納管。6．直流電源電壓(Vcc)使用范圍寬，可從9V至24V。7．充電器有短路保護(hù)功能。


正常情況下，最小直流電源電壓應(yīng)為“D1電壓降+充足電后的電池電壓+Vdss+R2端電壓”，這一電壓接近于“充足電后的電池電壓+5v”。例如，對(duì)12V電池若取充足電后的電池電壓為14v，則直流電源電壓應(yīng)是14V+5V=19V。


充電器電路可分成三部分：恒流源，過(guò)充保護(hù)和深度放電保護(hù)。


恒流源部分由MosFET場(chǎng)管T5，晶體管T1，二極管D1和D2，電阻R1、R2、R10和R11以及電位器VR1構(gòu)成。D2是一只低溫度系數(shù)、高穩(wěn)定的參考二極管LM236-5。T5的柵一源電壓(Vcs)用VR1設(shè)定得略高于4v。設(shè)定Vcs后，充電電流就能按電池容量確定。首先，確定充電電流(電池Ah容量的十分之一)，然后計(jì)算出R2(按電阻標(biāo)準(zhǔn)系列取最近值)：R2=0.7／安全失效電流。


R2和T1可在故障或電池端子意外短路的情況下限制充電電流。


過(guò)充和深度放電保護(hù)電路在電路圖中用虛線標(biāo)出。虛線框內(nèi)的所有元件值是按最大電池電壓而非直流電源電壓確定的。這樣。充電器電路可以在寬范圍的電源電壓下工作．而不會(huì)影響到充電電流值。


在過(guò)充保護(hù)電路中。當(dāng)電池充足后(例如12V電池電壓達(dá)到13.5V)，調(diào)節(jié)VR2使T5的Vcs設(shè)定至零，因此充電電流停止流入電池。此時(shí)LED1發(fā)光．表示電池已充滿。在LED1發(fā)光期間．光耦器IC1的內(nèi)部LED也發(fā)光．使其內(nèi)部晶體管導(dǎo)通。結(jié)果，T5的Vcs變?yōu)榱?，充電停止?/p>
在深度放電保護(hù)電路中，正常情況下ZD2是導(dǎo)通的．它驅(qū)動(dòng)晶體管T3使之導(dǎo)通，結(jié)果．T4截止，LED2不發(fā)光。假如電池端電壓下降到11V(對(duì)12V電池)，調(diào)節(jié)VR3，使T3截止，T4導(dǎo)通。這時(shí)LED2發(fā)光．表示電池電壓低了。


ZD1和ZD2的穩(wěn)壓值，對(duì)6V、9V和12V電池來(lái)說(shuō)都是相同的。關(guān)于其他電壓的電池，就要適當(dāng)改變ZD1和ZD2的值。本電路供應(yīng)的充電電流為1mA至1A。T5不要加用散熱器。如要求的最大充電電流為5A．就要用兩只LM236-5取代D2，并把R11(10kΩ)的值改成1kΩ。另外還必須用兩只SB560并聯(lián)后取代D1，同時(shí)T5需加散熱器，T5用TO-220封裝時(shí)最大功耗可到50w。


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