充電樁電路圖

脈沖式全自動(dòng)快速充電器詳解
1、充電器特點(diǎn)

脈沖式全自動(dòng)快速充電器的特點(diǎn)如下：

1、 用脈沖電壓對(duì)電池進(jìn)行充電，克服了電池的記憶現(xiàn)象。

2、 充電器能自動(dòng)檢測(cè)充電電壓，當(dāng)電池電壓接近額定電壓時(shí)，充電速度自動(dòng)放慢，并且充電一段時(shí)間后放電一段時(shí)間，如此反復(fù)，使電池電壓維持在額定電壓上。

3、 充電器的充電電流能夠調(diào)節(jié)，一般調(diào)在500mA以上。

2、電路分析

如圖所示，脈沖式全自動(dòng)快速充電器電路。

220v交流市電經(jīng)電源變壓器T1降壓后，得到的交流低電壓加到VD1~VD4組成的橋式整流電路中，在整流電路輸出端A點(diǎn)得到20v的脈動(dòng)性直流電壓，這一電壓經(jīng)過(guò)R4、C1濾波，同時(shí)經(jīng)過(guò)VD5穩(wěn)壓后，在B點(diǎn)得到14V的穩(wěn)定直流電壓，此電壓供給NE555使其振蕩，并從③腳輸出脈沖頭朝下的矩形振蕩脈沖，加到發(fā)光二極管VD7負(fù)極。

電路中，R2、C2組成振蕩器的定時(shí)電路，振蕩脈沖從③腳輸出，通過(guò)VD7和R3加到VT1基極，對(duì)VT1進(jìn)行導(dǎo)通與截止的控制。

RP1在電路中起分壓作用，用來(lái)設(shè)定基準(zhǔn)電壓，即需充電電池組的電壓，一般調(diào)節(jié)后RP1動(dòng)片電壓比需充電電池組額定電壓稍高一點(diǎn)。

提示：剛開機(jī)時(shí)，由于C2兩端電壓不能突變，NE555的⑥腳為低電位，整流電路輸出的直流電壓通過(guò)R4、RP1、R1和R2對(duì)C2開始充電，此時(shí)③腳輸出脈沖為低電平，即③腳為低電位，使發(fā)光二極管VD7導(dǎo)通，VD7發(fā)光，指示電路正在充電。

同時(shí)，VT1因基極電位降低而導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通后的內(nèi)阻很小，構(gòu)成了充電回路，A點(diǎn)的電源電壓經(jīng)過(guò)RP2和飽和導(dǎo)通的VT1向電池E1充電，其充電電流回路是：電路中A點(diǎn)→RP2→VT1發(fā)射極→VT1集電極→電池E1負(fù)極→地。

當(dāng)C2上的電壓因放電而低于⑤腳電壓的一半時(shí)，NE555內(nèi)部電路再次被觸發(fā)，電路翻轉(zhuǎn)，⑦腳與地之間呈開路狀態(tài)，C2再次充電，③腳由低電位翻轉(zhuǎn)成高電位，充電器電路重復(fù)剛開機(jī)時(shí)的狀態(tài)。

提示：當(dāng)電池的充電即將完成時(shí)，因?yàn)榧呻娐稟1的⑤腳電壓已接近RP1動(dòng)片設(shè)定電壓，C2的放電過(guò)程逐漸延長(zhǎng)，③腳也長(zhǎng)時(shí)間處于高電位，VD7熄滅，VT1截止，電池的充電間歇延長(zhǎng)，最后電池電壓將動(dòng)態(tài)的維持在電池的充電電壓上。

調(diào)整RP2可以改變充電回路的總電阻，可以控制充電時(shí)的充電電流。改變R2與C2的數(shù)值，可以改變振蕩的頻率，調(diào)整充電的速度。電路中的VD6用于在電池充電初期縮短C2的充電時(shí)間，可以提高充電初期的充電效率。

3、電路分析說(shuō)明

關(guān)于這一脈沖式全自動(dòng)快速充電器的電路分析還要說(shuō)明以下幾點(diǎn)：

1、電路所示元器件參數(shù)和型號(hào)是對(duì)兩節(jié)鎳鎘電池充電時(shí)的數(shù)據(jù)。

2、電路中RP2的功率不能太小，最好大于5W。

3、對(duì)兩節(jié)鎳鎘電池充電時(shí)，RP1動(dòng)片電壓調(diào)整至2.8V左右，調(diào)節(jié)RP2使充電電流達(dá)到500mA。

4、對(duì)12V蓄電池充電時(shí)，VT1應(yīng)采用大功率管(如3AD6、3AD30),電源變壓器也要有足夠的功率，將RP1動(dòng)片電壓調(diào)整到12.3V左右，再調(diào)整RP2使電流達(dá)到1A左右。

5、C2、R2主要決定充電脈沖的長(zhǎng)短和頻率，對(duì)蓄電池脈沖要長(zhǎng)一些，頻率要低一點(diǎn)，可加大R3的阻值;對(duì)一般電池的充電，脈沖要短一些，頻率要高一點(diǎn)，可減小R3的阻值。

二、可調(diào)恒流型自動(dòng)充電器詳解

1、電路特點(diǎn)

這一充電器的特點(diǎn)如下：

1、 本充電器可對(duì)電池或蓄電池進(jìn)行充電，電池或蓄電池充滿時(shí)能自動(dòng)停止充電。

2、 恒流充電電流連續(xù)可調(diào)，充電電流能從0~1.5A可調(diào)。

3、 停止充電時(shí)，充電閾值電壓從0~15V連續(xù)可調(diào)。

2、電路分析

如圖所示，是可調(diào)恒流型自動(dòng)充電器電路。

220V市電經(jīng)變壓器T1降壓后，輸出15V的交流電壓，再經(jīng)VD1~VD4組成的橋式整流電路整流，由電容C1濾波，在C1兩端得到直流電壓，供電路使用。此時(shí)電源電壓經(jīng)R4加到VD5上，使VD5發(fā)光，指示充電器的電源已經(jīng)接通。

當(dāng)電池從A、B兩點(diǎn)接入電路時(shí)，電池電壓經(jīng)R5與RP1組成的分壓電路，在RP1的動(dòng)片上得到分壓，注意這一電壓是以電池的正極相對(duì)于RP1動(dòng)片而言的。當(dāng)電壓不足的電池接入電路時(shí)，RP1動(dòng)片上的分壓值不能使VT5有足夠的基極電流，于是VT5截止，相當(dāng)于開路。

電源電壓經(jīng)R9、VT4的發(fā)射極、基極、R10構(gòu)成回路，VT4得到基極電流而導(dǎo)通，于是VT4的發(fā)射極電壓下降，VT3基極電壓下降，VT3流過(guò)基極電流而導(dǎo)通，其集電極電流經(jīng)R8、VD6、R6、RP2、R7到地，這是一個(gè)分壓電路，將在RP2的動(dòng)片上得到分壓。同時(shí)VT3的集電極電流流過(guò)VD6時(shí)，使VD6發(fā)光，指示充電器正處于充電狀態(tài)。

在RP2動(dòng)片上的分壓，使VT2與VT1導(dǎo)通，構(gòu)成了電池的充電回路。電源電壓經(jīng)電池的負(fù)極加到導(dǎo)通后的VT1到地構(gòu)成回路，流過(guò)VT1的集電極電流就是電池的充電電流，通過(guò)調(diào)節(jié)RP2可改變VT1和VT2的基極電流，使VT1的導(dǎo)通內(nèi)阻得到改變，即改變了電池的充電電流。

充電電流流經(jīng)的回路為：電源的正極→電池正極→電池負(fù)極→VT1的集電極→VT1的發(fā)射極→R1(R2、R3)→地。

隨著電池充電的進(jìn)行，電池的兩端電壓也逐漸升高。當(dāng)升高到一定值(即電池充滿電)時(shí)，RP1動(dòng)片的分壓值也得到升高，使VT5飽和導(dǎo)通，VT5的集電極電壓升高至接近電源電壓，使VT4因基極電壓升高而截止。VT4截止后，其發(fā)射極電壓升高，使VT3的基極電壓升高，VT3無(wú)基極電流而截止。VT3截止后無(wú)集電極電流，VD6也因無(wú)電流而熄滅，指示充電已結(jié)束。

這時(shí)RP2因無(wú)電流，其動(dòng)片上也無(wú)分壓，使VT1和VT2也無(wú)基極電流，而VT1截止后，其內(nèi)阻增大，切斷了電池的充電電流的回路，充電結(jié)束。

3、電路分析說(shuō)明

在電路中，VT1發(fā)射極通過(guò)開關(guān)S1接入3種不同阻值的電阻，這樣可以改變不同的充電電流的負(fù)反饋量，能提高恒流型自動(dòng)充電器的穩(wěn)定性。R1、R2、R3為電流檔切換電阻，切換電流分別為0~150mA、150~750mA、0.75~1.5A。

三、簡(jiǎn)易鎳鎘電池充電器詳解

1、充電器特點(diǎn)

簡(jiǎn)易鎳鎘電池充電器電路的特點(diǎn)如下：

1、 采用恒流式充電方式，能對(duì)4節(jié)電池同時(shí)充電，也可以只對(duì)一節(jié)電池充電。

2、 充電時(shí)發(fā)光管點(diǎn)亮，指示充電正在進(jìn)行，充電器能很方便地對(duì)電池進(jìn)行快速充電和正常充電兩種充電方式的切換。

3、 充電器能不用市電而用蓄電池對(duì)鎳鎘電池充電。

2、電路分析

如圖所示，是簡(jiǎn)易鎳鎘電池充電器電路。

電源電路由降壓變壓器T1、整流二極管VD1~VD4、濾波電容C3和穩(wěn)壓集成電路A1組成。220V市電經(jīng)變壓器T1降壓后，得到12V的低壓交流低壓，經(jīng)由二極管VD1~VD4組成的橋式整流電路整流后，再由電容C3為電源濾波，在C3的兩端得到電源電壓，經(jīng)三端穩(wěn)壓集成電路A1穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的電源電壓供電路使用。

電路中三極管VT1、電阻R1和R11、可調(diào)電阻RP1和RP2以及開關(guān)S1組成控制和充電電流調(diào)節(jié)電路。R1與RP1或RP2構(gòu)成VT1的偏置電路，向VT1提供偏置電流。其中R1為上偏置電阻，如果RP1或RP2接入電路，RP1或RP2則為VT1的下偏置電阻。R11為VT1的發(fā)射極電阻。

充電部分的電路由三極管VT2~VT5、二極管VD5~VD8、發(fā)光管VD9~VD12以及電阻R3~R10組成。

充電電路分為4路，均為相同的電路，可單獨(dú)工作也可同時(shí)工作。這里對(duì)其中一路說(shuō)明其工作原理，其他類推。

3、電池未接入時(shí)分析

從穩(wěn)壓集成電路A1輸出的電源電壓加到VT1的集電極，同時(shí)經(jīng)R1加到VT1基極，由發(fā)射極輸出，加到R11到地構(gòu)成回路，形成VT1的基極電流，VT1導(dǎo)通，其發(fā)射極電流在R11上形成電壓降，此電壓降到VD5的正極，經(jīng)VD5加到VT2的基極。

電源電壓經(jīng)R9加到VT2的發(fā)射極，但由于沒(méi)有電池接入，所以不能構(gòu)成VT2基極電流回路，不能形成VT2的基極電壓比R11上的電壓略高，VD5處于反偏狀態(tài)而截止。

4、電池接入時(shí)分析

當(dāng)需要充電時(shí)，由于電池?zé)o電且電壓很低，R10的下端由原來(lái)的懸浮狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻油顟B(tài)，并且為低電壓。由于VT2的基極電壓比電池電壓高，VD9得到正向偏置處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于二極管兩端導(dǎo)通壓降不變，負(fù)極電壓下降時(shí)，其正極電壓也下降，所以VT2的基極電壓也隨之降低。

VT2的基極電壓下降后，電源電壓經(jīng)R9、VT2發(fā)射極/基極、VD9負(fù)極、R10到電池構(gòu)成回路，形成VT2的基極電流，VT2導(dǎo)通，電源經(jīng)R9與導(dǎo)通后的VT2向電池充電。

電池充電電流回路是：電源→R9→VT2發(fā)射極→VT2集電極→電池正極→電池負(fù)極→地。

VT2的基極電壓因電池電壓的原因下降，VD5的負(fù)極電壓低于R11上的電壓降(也就是VT1有發(fā)射極電壓)時(shí)，VD5導(dǎo)通，此電流流過(guò)VD9，使發(fā)光管VD9導(dǎo)通發(fā)光，指示此時(shí)為充電狀態(tài)。

當(dāng)開關(guān)S1處于2、3位置時(shí)，R1與RP1或RP2構(gòu)成分壓電路，使VT1的基極電壓下降，基極電流減小，VT1的內(nèi)阻增大，但仍處于線性放大狀態(tài)，R11上的電壓降也隨之減小，通過(guò)VD5的鉗位作用(此時(shí)VD5仍處于線性導(dǎo)通狀態(tài))，使VT2的基極電壓下降，VT2的基極電流增大，VT2的導(dǎo)通能力加大，內(nèi)阻減小，電源經(jīng)R9、VT2向電池充電的電流也隨之增大。

提示：這一充電電路在電池充滿時(shí)不能自動(dòng)切斷充電，所以充電時(shí)要掌握好充電時(shí)間。

四、鎳鎘電池快速充電器

1、電路特點(diǎn)

鎳鎘電池快速充電器電路的特點(diǎn)如下：

1、 由于鎳鎘電池容易產(chǎn)生記憶效應(yīng)，若充電不當(dāng)會(huì)使電池過(guò)早失效。

2、 本電路采用脈沖調(diào)寬技術(shù)，對(duì)電池先進(jìn)行大電流充電，然后在短時(shí)間對(duì)電池進(jìn)行放電，充分保持電池內(nèi)壓力的平衡，達(dá)到大電流充電的目的。

如圖所示，是鎳鎘電池快速充電器電路。

電路中，電源電路由降壓變壓器T1、整流二極管VD1~VD4、濾波電容C3組成。集成電路A1構(gòu)成振蕩器，振蕩頻率由C1與R1的參數(shù)決定，⑤腳接入穩(wěn)壓管向A1提供基準(zhǔn)電壓。④腳為電路復(fù)位端。振蕩后的脈沖由③腳輸出向后級(jí)電路提供脈沖控制信號(hào)。VT4為向電池充電用三極管，VT5為電池放電用三極管。VD6~VD8為發(fā)光二極管，指示電路工作狀態(tài)。

2、電源電路

220V市電經(jīng)變壓器T1降壓后，在二次側(cè)得到12V左右交流電壓，經(jīng)整流二極管VD1~VD4組成的橋式整流電路整流，再經(jīng)濾波電容C3濾波后，在C3兩端得到直流電壓，供充電使用。

3、脈沖產(chǎn)生過(guò)程

C1充電過(guò)程分析

接通電源后，直流電壓經(jīng)RP1、R1向電容C1充電，由于電容C1兩端電壓不能突變，所以A1的②腳為低電位，經(jīng)A1內(nèi)電路后，是A1的⑦腳對(duì)地呈開路狀態(tài)，此時(shí)A1的③腳輸出的脈沖為高電位。

隨著C1充電的進(jìn)行，C1兩端的電壓升高，A1的②腳電壓也在升高。C1的充電時(shí)間由RP1與R1串聯(lián)后的總阻值和C1的容量決定。

C1放電過(guò)程分析

當(dāng)C1的充電電壓大于A1的⑤腳基準(zhǔn)電壓時(shí)，A1的內(nèi)電路翻轉(zhuǎn)，A1的⑦腳對(duì)地呈通路狀態(tài)，電容C1上的電能經(jīng)R1、A1的⑦腳、A1的內(nèi)電路放電，放電時(shí)間由C1容量和R1阻值決定，此時(shí)A1的③腳輸出的脈沖為低電位。

C1充電時(shí)，其充電時(shí)間常數(shù)由RP1與R1串聯(lián)后的總阻值和C1的容量決定。C1放電時(shí)，其時(shí)間常數(shù)由C1與R1以及A1的⑦腳經(jīng)內(nèi)電路對(duì)地的導(dǎo)通內(nèi)阻決定，因?yàn)锳1的⑦經(jīng)內(nèi)電路導(dǎo)通后的內(nèi)阻很小，可以忽略不計(jì)，C1的放電時(shí)間主要由C1與R1的參數(shù)決定，所以C1的充電時(shí)間比C1的放電時(shí)間要長(zhǎng)。

在C1充電時(shí)，A1的③腳輸出的脈沖為高電位，C1放電時(shí)，A1的③腳輸出的脈沖為低電位，所以A1的③腳輸出的是占空比不相等的脈沖，并且脈沖高電位的時(shí)間大于脈沖低電位的時(shí)間。如圖所示是脈沖波形。

4、電池充/放電過(guò)程

電池充電過(guò)程分析

當(dāng)A1的③腳輸出的脈沖為高電位時(shí)，這一電壓經(jīng)R3加到三極管VT2基極，VT2飽和導(dǎo)通，其集電極為低電位，使三極管VT4基極為低電位，VT4也飽和導(dǎo)通，電源直流電壓通過(guò)VT4向電池充電。電池的充電回路為：電源正極→R8→VT4發(fā)射極→集電極→電池正極→電池負(fù)極(地)。

由于三極管VT2導(dǎo)通，發(fā)光二極管VD7也正向?qū)ǎ琕D7點(diǎn)亮發(fā)黃光，指示電路正處于充電狀態(tài)。此時(shí)因A1的③腳為高電位，C2放電使三極管VT3發(fā)射結(jié)反偏截止，其集電極電壓為低電位，使三極管VT5因基極電壓為零而截止，發(fā)光二極管VD8因無(wú)電壓而截止不發(fā)光。

電池放電過(guò)程分析

當(dāng)③腳輸出為低電位時(shí)，電容C2得到充電，其充電回路為：電源→VT3發(fā)射極→基極→R4→C2正極→C2負(fù)極→A1的③腳→A1內(nèi)電路→A1的①腳→地。

C2的這一充電過(guò)程，使三極管VT3流過(guò)基極電流而飽和導(dǎo)通，其集電極電壓升高，三極管VT5基極電壓升高，VT5基極電流增大，VT5飽和導(dǎo)通。

VT5飽和導(dǎo)通后，電池上的電壓經(jīng)導(dǎo)通后的VT5進(jìn)行放電。電池的放電回路為：電池正極→VT5集電極→VT5發(fā)射極→R9→地(電池負(fù)極)。

此時(shí)因?yàn)槿龢O管VT3導(dǎo)通，發(fā)光二極管VD8得到正向偏置而導(dǎo)通發(fā)光，指示充電器正在對(duì)電池放電。

隨著C2充電的進(jìn)行，C2兩端電壓在逐漸升高，流過(guò)三極管VT3的基極電流在逐漸減小，當(dāng)C2充電結(jié)束時(shí)，VT3因?yàn)闊o(wú)基極電流而截止，三極管VT5也隨之截止，停止了對(duì)電池放電。

由于A1的③腳輸出的脈沖占空比是不相等的，高電位的時(shí)間大于低電位的時(shí)間，因此三極管VT4飽和導(dǎo)通的時(shí)間大于三極管VT5飽和導(dǎo)通時(shí)間。電池的充電時(shí)間大于電池放電的時(shí)間，電池在大電流的充電下，再進(jìn)行短時(shí)間的放電，使電池的內(nèi)壓力保持平衡，以達(dá)到消除電池記憶效應(yīng)的目的。

三極管VT3截止后，VT3無(wú)集電極電流，發(fā)光二極管VD8無(wú)工作電壓而截至，VD8熄滅。這樣在振蕩器的作用下，A1的③腳不斷地輸出高低電位變化的脈沖，充電器不斷的重復(fù)上面的過(guò)程。

5、充電結(jié)束

隨著電池充電的進(jìn)行，電池兩端電壓逐漸升高，電池電壓經(jīng)可變電阻RP2分壓后，在動(dòng)片上的電壓升高，三極管VT1基極電壓也升高。當(dāng)電池的充電電壓達(dá)到額定電壓時(shí)，RP1動(dòng)片上的電壓使三極管VT1飽和導(dǎo)通，其內(nèi)阻很小，將A1的④腳對(duì)地短路，使A1復(fù)位，A1停止振蕩，A1的③腳無(wú)脈沖輸出，對(duì)電池的充電完成。

由于三極管VT1飽和導(dǎo)通，構(gòu)成了發(fā)光二極管VD6的導(dǎo)通回路，VD6發(fā)光，指示電池充電結(jié)束。

6、充電速度和充電電壓調(diào)整

充電速度調(diào)整

調(diào)整RP1可調(diào)整充電速度，加大RP1的同時(shí)增加了C1的充電時(shí)間，A1的③腳高電位的時(shí)間加長(zhǎng)，于是三極管VT4的向電池充電的時(shí)間也加長(zhǎng)，但由于C2的放電時(shí)間并不改變，所以這樣就加大了對(duì)電池的充電時(shí)間，放電時(shí)間沒(méi)有改變，可加快對(duì)電池的充電速度。反之則放慢對(duì)電池的充電速度。

充電電壓調(diào)整

調(diào)整RP2可改變電池的充電電壓，調(diào)整RP2可改變其動(dòng)片上的分壓，使這一電壓符合需充電電池的電壓要求。也就是當(dāng)電池被充滿電時(shí)，RP2的動(dòng)片上的分壓正好能讓三極管VT1飽和導(dǎo)通，讓A1復(fù)位并停止振蕩充電器結(jié)束充電。

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