50年前的电池充电器，到现在还能用？

的确，花这么多时间维修翻新一个破旧的电池充电器也许不值。但是很多工程师十分珍爱陪伴自己一路走来的测试设备，宁愿花些时间，也不愿扔掉它们。本文作者就是这样一位美国工程师，我们看他如何用自己的一双巧手，让一个濒于废弃的6安培电池充电器起死回生。

多年来我一直使用一个小巧的6安培电池充电器（图1）。它是我父亲送给我的，可能是在二十世纪七十年代买的。这个充电器可以给我的摩托车中的小电池充电，它棒极了，不会过度充电。我父亲还给了我一个拥有最新功能的Sears 12安培电池充电器，它有一个特别的电路，只有当电池夹感应到12V电压才会充电。这一设计提供了极好的短路保护。问题是，如果电池真的没电了，就没有足够的电压来触发充电模式，这时我就得搬出这个设计超前可以承受致命短路的充电器，然后将它与12安培的充电器并联几分钟。

图1：这款Sears 6安培电池充电器可能是在20世纪70年代买的。

用了几十年，我对这个充电器的感情就不必说了。多年来它历经磨难：电池侧电线的绝缘部分没有了；交流电线被切断然后用热缩套管固定住了；交流电源线的通孔扣也掉下来不见了。我真担心哪天它会短路电死我。

好了，让我们来拆开翻修这个有故事的旧电池充电器。它的外壳可以说是我见过的最傻、最糟糕、最简陋的东西（图2）。外壳包裹并扣住前、后面板的边缘，用镙钉固定在一个单独的底板上。电线连接到显示仪并在前面板上切换。另外三根电线连接到背面板的硒整流器和输出热胀断路器。 整个乱糟糟的一团就被捆在了一起。电线连在外壳上，同时把前面、后面和底板系在一起。更糟的是，有几根电线是被焊上的。这个外壳看起来像是一个金属板材专家设计的，丝毫不考虑怎样才便于组装和维修。

图2：外壳包裹并扣住前、后面板的边缘。

我买了翻新充电器需要的所有材料（图3）。我从Home Depot买了两根6英尺的延长线，这两根线的颜色必须不同，这样才能将电池电线和AC线区分开；电池夹是我很多年前从亚马逊上买的——其实我早就想做这件事了；我的电盒中还有环形和铲形端子；我从Digi-Key买了四个橡胶脚垫和通孔扣。

图3：翻新充电器所需的材料。

必须确保线路中有一个大辅助回路（图4），这样的话，下次若需再揭开这个可憎的外壳，就不用先取下通孔扣了。天知道如果充电器内没有多出一英尺的电线，要费多大力气才能到通孔扣的背面把它们取出来。前面的开关看起来还好，我用一些扎线带收紧了电线。本来我想用一个很好的塑料带，但是我搬到佛罗里达时把这些东西都送人了，我又不想为了买一件10美分的东西专门跑一趟商店。

图4：确保电线中有一个大辅助回路。

把外壳取下来是一件相当折磨人的事（图5）。可以看到，充电器因为之前摔过，左前角凹进去了。我尝试把边缘对齐，但是正面、背面和侧面都分开了。底部的袢扣滑到后面，对不齐，掉出来了。真希望撒旦让设计这个外壳的人每天都组装这些组件，作为对他们永久的惩罚。我试着把底部的四个螺钉装好，最后终于用一个夹子把这些组件弄到了一起。左前方的橡胶脚垫翘起来了，你可以看到脚垫上的角度。这些脚垫太旧了，随后我会换成新的。

图5：充电器一个角凹进去了，取下外壳很困难。

确保电线中留出一英尺的辅助回路，我用Panavise将通孔扣挤到电线上（图6）。新电线要粗一些，不过没关系，人们不是常说嘛，“不合适就用大锤子”。注意Panavise上的Teflon钳口，即使烙铁碰到它们也不会熔化。 如果你用得着，我强烈推荐这套工具。

图6：使用Panavise将通孔扣挤到电线上。

我用信得过的Metcal来焊接新电池夹（图7）。我没搞懂电池夹侧面的小旋钮是做什么的，它们并不是在夹子打开或关闭用于固定的。这是一个技术之谜。

图7：我用信得过的Metcal来焊接新电池夹。

充电器在摩托车电池上施加了合适的13.67V电压（图8）。我在福特工作时设计过充电系统，知道充电范围是13.5到14.2伏。我喜欢让它置于低电压，这样就不会弄坏这些小电池啦。

图8：充电器在摩托车电池上施加了合适的13.67伏电压。

充电波形不太漂亮（图9）,峰值接近16 V。只要平均波形是13.67V，电池应该就是正常的。旧电池“修复器”常常在电池上施加短暂的高压，电压约为60伏。我的经验是，当电池上形成硫酸铅沉淀或报废了，就该买一个新的了。

图9：充电波形峰值接近16V。

当充电输出开路时，电压峰值超过16V（图10）。输出是一个中心抽头的变压器，中心分接头是电池的负极，两个绕组输出到整流器产生这个波形。

图10：当充电输出开路时，电压峰值超过16V。

磨损的电线，蹩脚的电池夹，还有四个变质的橡胶脚垫都进了垃圾桶（图11）。通孔扣是多出来的，因为我买了两个，万一破裂了，还有备用的。

延长线没用的一端我也扔掉了（图12）。过去我留得长一些，并且会保存这些尾端，但是现在我觉得太多了。我从Digi-Key买了两种不同款式的橡胶脚垫，所以剩了四个。尽管我查看了数据表以确保孔的大小，但还是买错了。这算是一个经典错误吧。是的，我比较了两个零件号之间的不同，然后买了错的。

图11：老旧零件扔进垃圾箱。

图12：我过去一般将电线的尾端保留起来，但是现在太多了。

凹角使已经很糟的组装任务雪上加霜（图13）。看到我换上的漂亮大橡胶脚垫了吗？我已经设法将左前方的螺丝位置调正，所以橡胶脚垫的位置也正了。我用Clorox湿巾把整个充电器都擦干净了，连散热孔都没放过。

图13：终于可以重新组装了。

换了新电线，充电器背面看起来很好（图14）。这个充电器已经用了20年，我希望它还能再用20年。 我爱极了它背面的小支架，可以把电线卷在上面。每次要给电池充电时总会感到费事，希望这个翻新后光彩依旧的充电器能够让人心情愉悦。

图14：希望换了新电线的充电器能够再用20年。

和电流对着干?什么意思?呵呵，这是电感元件的一个牛脾气，正是这个牛脾气，在很多地方就不能离开它!

还是先从认识电感开始把!电感实际上构造很简单，拿一根漆包线绕成一个线圈就是一个电感!用磁块做成架把漆包线绕上去就是磁珠电杆，mpn里面常见的都是这个的样子：

在电路图中电感一般用L表示，就像电阻用R、电容用C表示一样，你可以看看电路图中有哪个元件旁边标有L的并且用符号：

来表示的就是电感了，在这里需要注意的是，要与这样的

符号区别开，这个符号是电阻的一种表示，千万不要看成是电感了!电感是不分正负极的，在电路中不用分哪边接正电哪边接负电(在某些地方是要分相位的，即电感的线圈绕向，mpn中不用考虑)!电感的大小是用“亨利”来作单位的，简称亨(H)，比它小的单位还有毫亨(mH)和微亨(uH)，它们之间是以千换算的!

电感到底有什么牛脾气呢?为什么说它给电流对着干呢?原来啊电感在电路当电流要通过它的一瞬间，它就会自己产生一个电压，这个电压的电流方向刚好和要通过去的电流的方向相反——顶牛了!不过这只是一瞬间的事情，随后就没有了这种抵抗了!当在电路中通过电感的电流要断开了的时候，电感又产生一个电压，产生的电流刚好和要断开的电流方向相反——它又不让电流断开!又顶上牛了，呵呵，说它和电流对着干没有委屈它吧?正是电感的这种牛脾气让我们就可以利用它发挥一定的作用，你想一想我们上一讲讲到在电路中有一种方向不断变化着的交流电，这个交流不断变化着的东西有时候我们不需要它，有时候我们又需要它，聪明的人类就自然而然的想到了利用电感的这个牛脾气了，交流电流方向不断改变，电感就不断地抵抗，其结果是方向不断变化的交流电就不能通过电感，直流电由于电流方向不会变化，所以就可以顺利通过电感，电感的大小对交流变化快速度慢的电流阻碍作用也不尽相同：同一个电感对变化快的电流阻挡大对变化慢的交流电阻挡小;对同一个变化速度的交流电来说感值大的阻碍大，感值小的就阻碍小!呵呵，我们通过利用电感的这个性格，轻而易举的就把电路中的交流电和直流电分开了!讲到这里可能大家又想起了电容，电容的特性是“隔直流，同交流”，那么电感的特性就是刚好和电容相反：隔交流，通直流，电路中正是由于电感和电容的有机配合，才让电路中的交流和直流电很容易的分别开来!当然电感的这个特性还有一些其它的作用，这些需要你升级学习，慢慢领会了!

升级理论：要学习透彻电感理论，要认真学习弄通“楞次定律”!

什么是电感器? 电感器(电感线圈)和变压器均是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一。

一、自感与互感

(一)自感

当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压)，这就是自感。

(二)互感

两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度。

二、电感器的作用

电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路;升压，降压也往往离不开它!

现在分析几个电感电路，具体分析一下它们各自在电路中所起的作用：

图一

图一是一个mp3中的vcc和avcc电源滤波电路，vcc和avcc的电压都是3v，vcc是给主控供电的，要求电压稳定并且是纯净的直流电成分，不允许有交流电成分!avcc是给音频放大电路提供能源的，要求有足够的直流电能量提供!可能要问，两个电压即使都是3v为什么还要接上一个电感L1呢?音频放大电路在放大声音的时候，随着高音低音，音大音小的变化，所需要的电流也会大小变化剧烈，电感电容虽说脾气相反但有一个共同的地方就是电感和电容两端的电压不能突变，所以电感L1和两边的电容有一个稳定vcc和avcc电压的作用，也就是声音放大造成电压波动不至于影响供给主控工作的vcc电压的波动;除了这个作用，由L1和两边的电容还有第二个作用，那就是滤波作用，由于声音放大电路里很容易参杂进去交流成分，这个交流成分是决不能进入到vcc电压进入主控的，L1就是为了阻止交流成分进入的主要元件，受到阻挡的交流电成分不能通过L1，就只好乖乖的通过C5和CE5进入地而消失了!C5和CE5+L1+C4和CE4组成的电路又叫“π型”滤波器!

图二

图二是mp3电路中的屏背灯升压电路，mp3中的屏背景灯一般是由2-3个LED灯管头尾相接串接起来的，一个LED灯管需要3v的直流电压才能够点亮，2个串起来就需要6v电压，3个串起来就要9v电压才能够全部点亮!我们知道mp3里的锂电池最高电压也就是4.2v，正常工作电压只有3.7v，这个电压根本没有办法点亮2个以上串接起来的LED灯管，于是就必须把3.7v的电压升高到6v或者9v来点亮LED灯管!上面这个电路就是这样的升压电路。电路中U7是一个升压集成块，它与L7、C28等组成一个震荡的升高的交流电电压，然后再由D2这个元件(叫二极管，下一讲我们就将讲它的作用)把升高的交流电再变成直流电去点亮LED灯管!所以这里的L7电感是升压谐振电感!

图三

图三是mp3耳机电路有L4、L5、L6三个磁珠电感，其中L4、L5是为了阻挡混在声音中的变化速度快得人耳不能听到的交流成分(叫超声波)，让它通过电容C31、C32入地，不再进入耳机让我们感到声音不纯净和疲劳!我们知道，mp3收音机天线是用耳机线做天线的，L6这个磁珠电感的作用就是阻挡耳机线送过来的无线电波信号不能让它进入地只能进入调频收音块的天线接收脚!

图三中U7的6脚是电源输入脚，5脚是退藕，4脚是控制U7的工作状态，高电位(有电压)的时候工作屏背景灯亮，低电位0v的时候停止工作，屏背景灯熄灭，省电状态;3脚是输出补偿，2脚接地，1脚接电感震荡输出。当电感值一定的时候，震荡的速度越快，电流方向变化的速度也越快，输出电压就越高!图三中的 R22是补偿电阻E3、E4、E5是静电高压泻放电阻，也可以不接!