該充電器具有鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池充電轉(zhuǎn)換開關(guān),并具有放電功能。在150~250V、40mA的交流市電輸入時,可輸出300±50mA的直流電流。
該充電器采用了RCC型開關(guān)電源,即振蕩抑制型變換器,它與PWM型開關(guān)電源有一定的區(qū)別。PWM型開關(guān)電源由獨立的取樣誤差放大器和直流放大器組成脈寬調(diào)制系統(tǒng);而RCC型開關(guān)電源只是由穩(wěn)壓器組成電平開關(guān),控制過程為振蕩狀態(tài)和抑制狀態(tài)。由于PWM型開關(guān)電源中的開關(guān)管總是周期性的通斷,系統(tǒng)控制只是改變每個周期的脈沖寬度,而RCC型開關(guān)電源的控制過程并非線性連續(xù)變化,它只有兩個狀態(tài):當開關(guān)電源輸出電壓超過額定值時,脈沖控制器輸出低電平,開關(guān)管截止;當開關(guān)電源輸出電壓低于額定值時,脈沖控制器輸出高電平,開關(guān)管導(dǎo)通。當負載電流減小時,濾波電容放電時間延長,輸出電壓不會很快降低,開關(guān)管處于截止狀態(tài),直到輸出電壓降低到額定值以下,開關(guān)管才會再次導(dǎo)通。開關(guān)管的截止時間取決于負載電流的大小。開關(guān)管的導(dǎo)通/截止由電平開關(guān)從輸出電壓取樣進行控制。因此這種電源也稱非周期性開關(guān)電源。
220V市電經(jīng)VD1~VD4橋式整流后在V2的集電極上形成一個300V左右的直流電壓。由 V2和開關(guān)變壓器組成間歇振蕩器。開機后,300V直流電壓經(jīng)過變壓器初級加到V2的集電極,同時該電壓還經(jīng)啟動電阻R2為V2的基極提供一個偏置電壓。由于正反饋作用,V2 Ic 迅速上升而飽和,在V2進入截止期間,開關(guān)變壓器次級繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使VD7導(dǎo)通,向負載輸出一個9V左右的直流電壓。開關(guān)變壓器的反饋繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖經(jīng)VD5整流、C1濾波后產(chǎn)生一個與振蕩脈沖個數(shù)呈正比的直流電壓。此電壓若超過穩(wěn)壓管VD17的穩(wěn)壓值,VD17便導(dǎo)通,此負極性整流電壓便加在V2的基極,使其迅速截止。V2的截止時間與其輸出電壓呈反比。VD17的導(dǎo)通/截止直接受電網(wǎng)電壓和負載的影響。電網(wǎng)電壓越低或負載電流越大,VD17的導(dǎo)通時間越短,V2的導(dǎo)通時間越長,反之,電網(wǎng)電壓越高或負載電流越小,VD5的整流電壓越高,VD17的導(dǎo)通時間越長,V2的導(dǎo)通時間越短。V1是過流保護管,R5是V2Ie的取樣電阻。當V2Ie過大時,R5上的電壓降使V1導(dǎo)通,V2截止,可有效消除開機瞬間的沖擊電流,同時對VD17的控制功能也是一種補償。VD17以電壓取樣來控制V2的振蕩時間,而V1是以電流取樣來控制V2振蕩時間的。
如果是為鎳鎘、鎳氫電池充電,由于這類電池存在一定的記憶效應(yīng),需不定時對其進行放電。SW1是鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池充電轉(zhuǎn)換開關(guān)。SW1與精密基準電源SL431為運放LM324⑨提供兩個不同的精密基準源,由SW1切換。在給鎳鎘、鎳氫電池充電時,LM324⑨腳的基準電壓約0.09V(空載);在給鋰離子電池充電時,LM324⑨腳的基準電壓約為0.08V(空載),這種設(shè)計是由這兩種類型電池特有的化學特性決定的。按下SW2,V5基極瞬間得一低電平而導(dǎo)通,可充電池上的殘余電壓通過V5的ec極在R17上放電,同時放電指示燈VD14點亮。在按下SW2后會隨即釋放,這時可充電池上的殘余電壓通過R16、R13分壓,C9濾波后為V4的基極提供一個高電平,V4導(dǎo)通,這相當于短接SW2。隨著放電時間的延長,可充電池上的殘余電壓也越來越低,當V4基極上的電壓不能維持其繼續(xù)導(dǎo)通時,V4截止,放電終止,充電器隨即轉(zhuǎn)入充電狀態(tài)。
由于鋰電不存在記憶效應(yīng),當電池低于3V時便不能開機,其殘余電壓經(jīng)電阻R40、R41分壓后得到2.53V送入運算放大器的同相端③、⑤、⑩腳,由于LM324⑨腳電壓在負載下始終為2.66V,因此⑧腳輸出低電平,V3導(dǎo)通,+9V電壓通過V3ec極、VD8向可充電池充電。IC1d在電容C6的作用下,{14}腳輸出的是脈沖信號,由于IC1⑧腳為低電平,因此VD12處于閃爍狀態(tài),以指示電池正在充電,對應(yīng)容量為20%。隨著充電時間的延長,可充電池上的電壓逐漸上升。當R40、R41的分壓值約等于2.58V時,即IC1③腳等于2.58V時,IC1②腳經(jīng)電阻分壓后得2.57V,其①腳輸出高電平(由于在充電時,IC1⑨腳電壓始終是2.66V,V6導(dǎo)通;反之在空載時,IC1⑨腳為0.08V,V6截止),VD10、VD11點亮,對應(yīng)指示容量為40%、60%。當R40、R41的分壓值上升到2.63V時,即IC1⑤腳等于2.63V,其⑥腳經(jīng)電阻分壓后得2.63V,⑦腳輸出高電平,VD9點亮,對應(yīng)充電容量為80%。只有IC1⑩腳電壓≥2.66V時,⑧ 腳才輸出高電平,VD13點亮,對應(yīng)充電容量為100%。即使VD13點亮時,VD12仍處于閃爍狀態(tài),這表示電池仍未達到完全飽和。只有IC1⑧腳電壓>6.5V時,VD12才逐漸熄滅,表示電池完全充至飽和。
VD16在電路中起過充、過流保護作用,VD8起反向保護作用,避免充電器斷電后,電池反向放電。
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