恒流充电原理是一种非常重要的电子技术,它可以帮助我们更加高效、安全地充电,保护电池的安全性,延长电池的使用寿命,为我们的生活带来更多的便利和舒适。本文将详细介绍自动恒流充电器的原理以及对三款自动恒流充电器电路图进行分析。
自动恒流充电器的原理
恒流充电是指在充电过程中,调整充电电流使其保持在一个恒定的水平。这个过程通常用于充电锂离子电池,因为这种电池具有较窄的充电电流窗口,即在充电过程中电流的变化范围较小。恒流充电的目的是使电池在最短的时间内充满电,同时尽量避免对电池造成损伤。
在恒流充电过程中,充电器会根据电池的电压来调节充电电流。当电池电压升高时,充电器会减少充电电流,以使电池不至于过度充电。反之,当电池电压降低时,充电器会增加充电电流,以使电池得到充分充电。
我们以恒流简易充电器来详细解读自动恒流充电器原理的过程:
简易充电器可对24V以下的蓄电池进行自动充电,最大充电电流可达2.5A,并具有恒流充电及充满自停功能。
220V市电经变压器T降压获得次级电压U2,经VD1~VD4格式整流输出直流脉动电压,由正极A点经过继电器常闭触点K1-2、R4、电流表PA、VT1,通过蓄电池GB、VT2至负极B点对GB进行充电,调节RP1的大小,即调节VT1、VT2的基极电位,从而调节VT2的Icb,即充电电流大小。由于蓄电池端电压能反映其充电情况,故以标称电压为12V的蓄电池为例,当电池电压上升到(12/2)*2.5=15V时,VT3饱和导通,K1得电吸合,常闭触点K1-2断开,切断充电回路,充电器停止充电。调节RP2,可设定蓄电池充满自停的上限值。
自动恒流充电器电路图(一)
自动恒流充电器充电开始时,电池电压较低,BG1基极电位较高,致使恒流二极管CRD2导通,由BCl产生一个恒定的集电极电流Lc1流过LED,使LED发光、其正向压降约1.5V,为BG2提供一个稳定的基极电位。于是BC2产生--个恒定的集电极电流Ic2,此时Ie1、le2共同组成充电电流对电池充电。当电池电压升高到预定值时,BC1,CRD2截止,电路停止对电池充电。
自动恒流充电器电路图(二)
该充电器除可为各种镍镉电池充电外,也可为干电池充电。其充电电流可调。充电终止电压由RP1预先确定。
电路原理见图1。开始充电时,电池组两端电压较低,不足以使晶体管VT导通。由RC组成的移相电路给可控硅提供触发电流。移相角度由RP2决定。负半周时可控硅截止。因此可控硅以可控半波整流方式经电池组充电。调整RP2即可调整充电电流,最大充电电流由R1既定。指示灯串在电路中以指示充电情况和充电电流的大小。R3用以调节指示灯的亮度。当电池组电压慢慢升高,快到预定值时,三极管开始导通,可控硅的导通角减小,充电电流下降,直至完全截止,这样充电自动停止,并使电池组保持在预定电压上。因为当电压下降时,晶体管又趋向截止,可控硅重新启动,不过此时导通角很小,电流出很小,对充电电池有保护作用,防止过充。
自动恒流充电器电路图(三)
恒流自动充电器是采用TWH8778控制恒流可调输出电路,对镍镉蓄电池充电。当蓄电池充足电压时,充电器自动停止,有效地避免了因过充而引起蓄电池损坏。电路如图所示。
电路工作原理:由图可知,当充电器接上被充蓄电池后,在未按启动按钮S以前。THW8778因控制极无开启电压处于关断状态;自动停充电路中的VT2亦因被充蓄电池端电压低于1.5V/只而处于截止状态。按下启动按钮S1时,IC的控制极获得经电阻R1分压后的大于开启电压阈值的开启电压暂时导通,其输出电流通过恒流输出管VT2开始对蓄电池充电;同时,IC的输出电流通过VD5、VD6/RP、并联限流电阻R1和充电指示灯LED。其作用有:①为恒流输出电路提供稳定的可调基极电压;②使LED发光,表示充电正在进行;③将LED两端约2V的电压反馈到IC的控制极,作为IC自保持的控制电压,使按钮S1断开后IC也能长期保持导通状态,蓄电池不间断充电。
恒流可调输出电路由VT1、VT2、VD5、R4、D6和恒流输出调节电位器RP1等组成。VD5、VD6和RP1接成简单的恒压电路。当达林顿管的发射极电阻R4,基级电压Vb为定值时,达林顿管集电极输出近似恒流,调节RP1改变Vb就可达到改变电器恒流输出之大小。当图所示电路中的R4取1Ω时,充电器恒流输出可达1A。自动停充电路由电阻R5~R8和电位器RP2、停充电压选择开关S和VT3等组成。在充电过程中,随着蓄电池端电压的逐渐上升,VT3的基极电压Vb3亦达到1.5V/只时,Vb3亦达到大于或等于0.5V,VT3开始导通并将IC控制极开启电压低于阈值自动关断,此时,充电指示灯LED灭,充电器停止对蓄电池充电。
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