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、 用脈沖電壓對電池進(jìn)行充電，克服了電池的記憶現象。

2、 充電器能自動(dòng)檢測充電電壓，當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，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節，一般調在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穩壓后，在B點(diǎn)得到14V的穩定直流電壓，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VT1進(jìn)行導通與截止的控制。

RP1在電路中起分壓作用，用來(lái)設定基準電壓，即需充電電池組的電壓，一般調節后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(kāi)機時(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C2開(kāi)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通，VT1導通后的內阻很小，構成了充電回路，A點(diǎn)的電源電壓經(jīng)過(guò)RP2和飽和導通的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負極→地。

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

提示：當電池的充電即將完成時(shí)，因為集成電路A1的⑤腳電壓已接近RP1動(dòng)片設定電壓，C2的放電過(guò)程逐漸延長(cháng)，③腳也長(cháng)時(shí)間處于高電位，VD7熄滅，VT1截止，電池的充電間歇延長(cháng)，最后電池電壓將動(dòng)態(tài)的維持在電池的充電電壓上。

調整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的數值，可以改變振蕩的頻率，調整充電的速度。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和型號是對兩節鎳鎘電池充電時(shí)的數據。

2、電路中RP2的功率不能太小，最好大于5W。

3、對兩節鎳鎘電池充電時(shí)，RP1動(dòng)片電壓調整至2.8V左右，調節RP2使充電電流達到500mA。

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

5、C2、R2主要決定充電脈沖的長(cháng)短和頻率，對蓄電池脈沖要長(cháng)一些，頻率要低一點(diǎn)，可加大R3的阻值;對一般電池的充電，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、 本充電器可對電池或蓄電池進(jìn)行充電，電池或蓄電池充滿(mǎn)時(shí)能自動(dòng)停止充電。

2、 恒流充電電流連續可調，充電電流能從0~1.5A可調。

3、 停止充電時(shí)，充電閾值電壓從0~15V連續可調。

2、電路分析

如圖所示，是可調恒流型自動(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于RP1動(dòng)片而言的。當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，相當于開(kāi)路。

電源電壓經(jīng)R9、VT4的發(fā)射極、基極、R10構成回路，VT4得到基極電流而導通，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導通，構成了電池的充電回路。電源電壓經(jīng)電池的負極加到導通后的VT1到地構成回路，流過(guò)VT1的集電極電流就是電池的充電電流，通過(guò)調節RP2可改變VT1和VT2的基極電流，使VT1的導通內阻得到改變，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→電池負極→VT1的集電極→VT1的發(fā)射極→R1(R2、R3)→地。

隨著(zhù)電池充電的進(jìn)行，電池的兩端電壓也逐漸升高。當升高到一定值(即電池充滿(mǎn)電)時(shí)，RP1動(dòng)片的分壓值也得到升高，使VT5飽和導通，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，其內阻增大，切斷了電池的充電電流的回路，充電結束。

3、電路分析說(shuō)明

在電路中，VT1發(fā)射極通過(guò)開(kāi)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反饋量，能提高恒流型自動(dòng)充電器的穩定性。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4節電池同時(shí)充電，也可以只對一節電池充電。

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)三端穩壓集成電路A1穩壓后，輸出穩定的電源電壓供電路使用。

電路中三極管VT1、電阻R1和R11、可調電阻RP1和RP2以及開(kāi)關(guān)S1組成控制和充電電流調節電路。R1與RP1或RP2構成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，可單獨工作也可同時(shí)工作。這里對其中一路說(shuō)明其工作原理，其他類(lèi)推。

3、電池未接入時(shí)分析

從穩壓集成電路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到地構成回路，形成VT1的基極電流，VT1導通，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

當需要充電時(shí)，由于電池無(wú)電且電壓很低，R10的下端由原來(lái)的懸浮狀態(tài)轉變?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通狀態(tài)。由于二極管兩端導通壓降不變，負極電壓下降時(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負極、R10到電池構成回路，形成VT2的基極電流，VT2導通，電源經(jīng)R9與導通后的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→電池負極→地。

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

當開(kāi)關(guān)S1處于2、3位置時(shí)，R1與RP1或RP2構成分壓電路，使VT1的基極電壓下降，基極電流減小，VT1的內阻增大，但仍處于線(xiàn)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(xiàn)性導通狀態(tài))，使VT2的基極電壓下降，VT2的基極電流增大，VT2的導通能力加大，內阻減小，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(mǎn)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，若充電不當會(huì )使電池過(guò)早失效。

2、 本電路采用脈沖調寬技術(shù)，對電池先進(jìn)行大電流充電，然后在短時(shí)間對電池進(jìn)行放電，充分保持電池內壓力的平衡，達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構成振蕩器，振蕩頻率由C1與R1的參數決定，⑤腳接入穩壓管向A1提供基準電壓。④腳為電路復位端。振蕩后的脈沖由③腳輸出向后級電路提供脈沖控制信號。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內電路后，是A1的⑦腳對地呈開(kāi)路狀態(tài)，此時(shí)A1的③腳輸出的脈沖為高電位。

隨著(zhù)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C1的充電電壓大于A(yíng)1的⑤腳基準電壓時(shí)，A1的內電路翻轉，A1的⑦腳對地呈通路狀態(tài)，電容C1上的電能經(jīng)R1、A1的⑦腳、A1的內電路放電，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)間常數由C1與R1以及A1的⑦腳經(jīng)內電路對地的導通內阻決定，因為A1的⑦經(jīng)內電路導通后的內阻很小，可以忽略不計，C1的放電時(shí)間主要由C1與R1的參數決定，所以C1的充電時(shí)間比C1的放電時(shí)間要長(cháng)。

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→電池負極(地)。

由于三極管VT2導通，發(fā)光二極管VD7也正向導通，VD7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負極→A1的③腳→A1內電路→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飽和導通。

VT5飽和導通后，電池上的電壓經(jīng)導通后的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(電池負極)。

此時(shí)因為三極管VT3導通，發(fā)光二極管VD8得到正向偏置而導通發(fā)光，指示充電器正在對電池放電。

隨著(zhù)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C2充電結束時(shí)，VT3因為無(wú)基極電流而截止，三極管VT5也隨之截止，停止了對電池放電。

由于A(yíng)1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飽和導通的時(shí)間大于三極管VT5飽和導通時(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，使電池的內壓力保持平衡，以達到消除電池記憶效應的目的。

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，充電器不斷的重復上面的過(guò)程。

5、充電結束

隨著(zhù)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。當電池的充電電壓達到額定電壓時(shí)，RP1動(dòng)片上的電壓使三極管VT1飽和導通，其內阻很小，將A1的④腳對地短路，使A1復位，A1停止振蕩，A1的③腳無(wú)脈沖輸出，對電池的充電完成。

由于三極管VT1飽和導通，構成了發(fā)光二極管VD6的導通回路，VD6發(fā)光，指示電池充電結束。

6、充電速度和充電電壓調整

充電速度調整

調整RP1可調整充電速度，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(cháng)，于是三極管VT4的向電池充電的時(shí)間也加長(cháng)，但由于C2的放電時(shí)間并不改變，所以這樣就加大了對電池的充電時(shí)間，放電時(shí)間沒(méi)有改變，可加快對電池的充電速度。反之則放慢對電池的充電速度。

充電電壓調整

調整RP2可改變電池的充電電壓，調整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。也就是當電池被充滿(mǎn)電時(shí)，RP2的動(dòng)片上的分壓正好能讓三極管VT1飽和導通，讓A1復位并停止振蕩充電器結束充電。

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