恒流電池充電器
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。如果電池端電壓下降到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。對(duì)于其他電壓的電池,就需要適當(dāng)改變ZD1和ZD2的值。本電路提供的充電電流為1mA至1A。T5不需要加用散熱器。如要求的最大充電電流為5A.就需要用兩只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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