這是電池充電器的電路圖,它具有許多重要功能,例如恒流充電、過充保護、短路保護、深度放電保護等。恒流充電是鉛酸電池和鎳鎘電池的常用方法。在此電路中,電池以恒定電流充電,該電流通常為電池容量的十分之一 (1/10),以安培小時為單位。因此,對于 4.5Ah 電池,恒定充電電流為 450 mA。
D1 是低正向壓降肖特基二極管 SB560,在 5A 時具有 60V 的峰值反向電壓 (PRV),或者是在 3A 時具有 40V PRV 的 1N5822 二極管。正常情況下,最小直流電源電壓應為“D1壓降+充滿電的電池電壓+VDSS+R2壓降”,約為“充滿電的電池電壓+5V”。例如,如果我們將 12V 電池的滿充電電壓設為 14V,則源電壓應為 14+5=19V。
該電池充電器電路的工作原理:
為了簡單說明,我們把這個電池充電器電路分為三個部分:恒流源、過充保護和深度放電保護部分。
恒流源
恒流源圍繞 MOSFET T5、晶體管 T1、二極管 D1 和 D2、電阻器 R1、R2、R10 和 R11 以及電位計 VR1 構建。二極管 D2 是一種低溫系數、高度穩定的基準二極管 LM236-5。LM336-5 也可用于 0 至 +70°C 的工作溫度范圍降低。T5 的柵源電壓 (VGS) 通過將 VR1 調整到略高于 4V 來設置。通過設置 VGS,可以根據電池容量固定充電電流。首先,確定充電電流(電池Ah容量的十分之一),然后計算R2最接近的標準值如下:
R2 = 0.7/Safe fault current.
如果出現故障或電池端子意外短路,R2 和 T1 會限制充電電流。要設置充電電流,當萬用表與電池串聯且電源存在時,緩慢調整電位計 VR1,直到充電電流達到所需值。
過充保護
電路圖中的虛線區域顯示了過充和深度放電保護。這些區域中的所有部件都承受最大的電池電壓,而不是直流電源電壓。這使得電路可以在很寬的電源電壓范圍內工作,并且不受充電電流值的任何影響。在對電池充電之前,使用電位器 VR1 和 VR2 設置電池的過充和深度放電電壓。
深度放電保護
在過充保護中,穩壓二極管ZD1在達到其擊穿電壓后開始導通,例如,當電池電壓超過預定的高電平時導通。當電池充滿電時調整可變電阻 VR2(例如,如果是 12V 電池,則為 13.5V),使 T5 的 VGS 設置為零,因此充電電流停止流向電池。LED1 亮起表示電池已充滿電。當 LED1 發光時,光耦內部的 LED 也發光,內部晶體管導通。結果,MOSFET T5 的柵源電壓 (VGS) 變為零,充電停止。
正常情況下,穩壓二極管ZD2導通,驅動三極管T3導通,從而使三極管T4截止。如果電池端電壓下降到 12V 電池的情況下為 11V,則調整電位計 VR3,使晶體管 T3 截止而 T4 導通。LED2 將發光以顯示電池電壓處于低狀態。
對于 6V、9V 和 12V 電池,齊納二極管 ZD1 和 ZD2 的值將相同。對于其他電壓,需要適當改變 ZD1 和 ZD2 的值。該電路提供的充電電流為 1 mA 至 1 A,T5 無需散熱器。如果需要的最大充電電流為 5A,則將另一個 LM236-5 與二極管 D2 串聯,將 R11 的值更改為 1 千歐,將 D1 替換為兩個并聯的 SB560 器件,并為 MOSFET T1 提供良好的散熱片。IRF540 的 TO-220 封裝可處理高達 50W 的功率。
將此電池充電器電路搭建在通用PCB上,設置好充電電流、過充電壓和深度放電電壓后,封裝在通用箱/柜中。將電位器 VR1、VR2 和 VR3 安裝在盒子的前面板上。
該電池充電器電路具有以下特點:
它可以為6V、9V和12V電池充電。可以通過改變齊納二極管 ZD1 和 ZD2 的值來對額定電壓為其他電壓的電池進行充電。
直流電源電壓 (VCC) 范圍為 9V 至 24V。
充電器有短路保護。
恒流可以通過與電池串聯使用電位器和萬用表來根據電池容量設置。
電池充滿后,會達到一定的電壓水平(例如12V電池為13.5-14.2V),并給出指示,充電器會自動關閉。您無需從電路中取出電池。
如果電池放電低于限值,則會給出深度放電指示。
靜態電流小于 5 mA,主要是由于齊納二極管。
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