蓄電池通過少量交流電壓或直流電壓充電。因此，如果您想使用交流電源為蓄電池充電，則應(yīng)遵循以下步驟：首先，我們需要限制較大的交流電壓，對交流電壓進(jìn)行濾波以消除噪聲，調(diào)節(jié)并獲得恒定電壓，然后將獲得的電壓提供給蓄電池充電。充電完成后，電路應(yīng)自動關(guān)閉。

使用可控硅的電池充電器框圖：使用可控硅的電池充電器框圖

交流電源被輸送到降壓變壓器，降壓變壓器將大交流電源轉(zhuǎn)換為有限的交流電源，過濾交流電壓并去除噪音，然后將該電壓輸送到可控硅，可控硅將交流電整流，并將整流后的電壓輸送給電池充電。

使用可控硅的電池充電器電路圖

使用可控硅的電池充電器電路圖如下所示

電路圖說明

交流主電壓被送至降壓變壓器，電壓應(yīng)降至 20V 左右，降壓后的電壓被送至可控硅進(jìn)行整流，可控硅對交流主電壓進(jìn)行整流。整流后的電壓用于為蓄電池充電。

當(dāng)電池連接到充電電路時，電池不會完全沒電，而是會放電，這將通過二極管 D2 和電阻 R7 為晶體管提供正向偏置電壓，從而使晶體管導(dǎo)通。當(dāng)晶體管導(dǎo)通時，可控硅將關(guān)閉。

當(dāng)電池電壓下降時，正向偏置電壓將降低，晶體管將關(guān)閉。當(dāng)晶體管自動關(guān)閉時，二極管 D1 和電阻 R3 將為可控硅柵極提供電流，從而觸發(fā)可控硅并導(dǎo)通?？煽毓鑼⒄鹘涣鬏斎腚妷海⑼ㄟ^電阻器 R6 給電池充電。

當(dāng)電池中的壓降減小時，晶體管的正向偏置電流也會增大，從而為電池充電，當(dāng)電池完全充滿電后，晶體管 Q1 將再次導(dǎo)通并關(guān)閉可控硅。

使用可控硅和 LM 311 的電池充電器電路

下面是另一個使用可控硅和 LM311 控制電池充電器的電路。交流信號通過可控硅整流，比較器用于檢測電池充電電壓與參考電壓的關(guān)系，從而控制可控硅的開關(guān)。

電路原理

電路的原理在于根據(jù)電池的充放電情況控制可控硅的開關(guān)。在這里，可控硅既是整流器，又是開關(guān)，可將整流后的直流電壓饋送給電池充電。如果電池充滿電，則使用比較器電路檢測到這種情況，并關(guān)閉可控硅。

當(dāng)電池電量下降到臨界值以下時，比較器輸出將打開可控硅，電池再次充電。比較器將電池兩端的電壓與參考電壓進(jìn)行比較。

使用可控硅和 LM311 的電池充電器電路圖

使用可控硅和 LM311 的電池充電器電路設(shè)計(jì)：

整個電路的設(shè)計(jì)取決于要充電的電池類型。 假設(shè)我們使用的是額定安培小時數(shù)為 20Ah 的 6 節(jié) 9V 鎳鎘電池，單節(jié)電壓為 1.5V。這樣，所需的最佳電池電壓約為 9V。

電位器上的電壓為 9V，則電位器和電阻器上的電壓應(yīng)高于 5.2V（參考電壓水平）。為此，我們選擇了由 22K 電阻器、40K 電阻器和 20K 電位器組成的電位分壓器。

LM311 的輸出電流約為 50mA，由于我們使用的是低基極電流晶體管 BC547，因此需要約 150 歐姆的電阻。使用的變壓器是 230/12V 變壓器。變壓器的初級連接到 230V 交流電源，次級連接到整流器。

如何操作電池充電器電路？

最初，當(dāng)電路通電且電池電量低于閾值電壓時，電路會執(zhí)行為電池充電的任務(wù)?？煽毓柰ㄟ^電阻 R1 和二極管 D1 在其柵極端被電壓觸發(fā)。然后，可控硅開始整流交流電壓，但只整流半個周期。直流電流開始通過電阻 R2 流向電池，電池開始充電。由電位器 RV1 和電阻器 R4 組成的電位分壓器兩端的電壓取決于電池兩端的電壓。該電壓被施加到運(yùn)算放大器 LM311 的反相端。

非反相端通過齊納二極管獲得 5.2V 的參考電壓。 在正常充電操作中，該參考電壓高于電位分壓器兩端的電壓，比較器的輸出小于觸發(fā) NPN 晶體管導(dǎo)通所需的閾值電壓。因此，晶體管和二極管 D3 保持關(guān)閉，可控硅柵極通過 R1 和 D1 獲得觸發(fā)電壓。

現(xiàn)在，當(dāng)電池開始充電并在某一點(diǎn)充滿電時，電位分壓器上的電壓會達(dá)到一個高于參考電壓的值。這意味著反相端的電壓低于非反相端，比較器的輸出高于晶體管的基極發(fā)射極閾值電壓。

這將導(dǎo)致晶體管導(dǎo)通并接通。與此同時，二極管 D3 正向偏置，開始導(dǎo)通，從而阻止了可控硅柵極電壓的觸發(fā)，因?yàn)樗F(xiàn)在連接到低電位或接地。可控硅因此關(guān)閉，充電操作停止或暫停。當(dāng)電池電量下降到閾值以下時，充電操作又會以上述方式恢復(fù)。電阻 R7 和二極管 D4 的作用是確保在可控硅處于關(guān)斷狀態(tài)時，仍能進(jìn)行少量的涓流充電。

使用可控硅和 LM311 的電池充電器電路的應(yīng)用：

可用于為玩具電池充電。

它是一種便攜式電路，可隨身攜帶。

它可用作自動電池充電器，特別是在駕駛過程中使用。

電池充電器電路的局限性：

這里的交流到直流轉(zhuǎn)換只使用了整流器，由于沒有濾波器，可能會產(chǎn)生交流波紋。

半波整流使充放電速度相當(dāng)慢。

此電路不能用于額定安培小時數(shù)較高的蓄電池。

電池充電可能需要較長的時間。