推出具有過充和深度放電保護功能的 12 V 電池充電器

大多數情況下，在廣泛的項目中，我們已經看到鉛酸蓄電池在供電線路故障期間經常被用作備用電能來源，以便系統高效運行。在市電供應故障的情況下，使用存儲在電池中的能量（即電力），稍后當市電供應可用時，電池中的能量通過名為充電器的設備從市電恢復。電池在充電和放電過程中經歷化學過程，一個在正向，另一個在反向。由于即使在電池恢復完全能量后，充電器電路仍會繼續“開啟”狀態，因此可能會產生一些嚴重的問題，沒有考慮過這種情況嗎？不用擔心，該電路經過精心設計，還包括電池過度充電影響的解決方案。

電池特性 |12 V 電池充電器，具有過充和深度放電保護功能

觀察制造商指定的電池的安培小時容量，我們可以大致計算出電池完全充電后可以使用的持續時間。如果電池讀數為 90 安培小時，它可以以 9
安培的速率提供電流約 10
小時。如果我們使用超出其容量的電池，則電池將完全損壞;板上將涂有無法去除的不溶性硫酸鉛分子。這種狀態稱為電池的深度放電，之后電池就沒有用了。這種狀態可以從電池電壓中預測。對于最常見的
12 伏電池，此級別為 10.8 伏。因此，電池電壓不應低于 11 伏，以免造成損壞。

在這里，我們提出了一種可靠而有效的方法，以確保電池容量的正確利用，同時保護電池。電路“具有過充和深度放電保護的 12 V
電池充電器”的設計使其在充滿電條件下切斷 12 伏電池的充電，并在達到安全限值時切斷電池放電。

具有過充和深度放電保護功能的 12 V 電池充電器的充電電路：-

金屬盒中的變壓器是形成充電部分的東西。變壓器的初級側連接到交流電源（圖 1）。變壓器的次級通常有一個中央端子，其側面的兩個端子是 12
伏交流電。

中心抽頭端子直接連接到電池的負極。另外兩個端子連接到兩個二極管的陽極端。另一端，即二極管的陰極端，連接在一起，并通過電流表和安全保險絲引導到電池的正極端子。

要切斷充電，當電池充滿電時，即 13.2 伏，可以使用帶有繼電器的電路板。在電路中，該板有一個齊納二極管，其基準電壓為 5.1 V（圖
2）。通過齊納管的電流通過電源電壓的 1.8k 電阻保持在約 5mA，電源電壓約為 12-15 伏。

該基準電壓被置于晶體管 T1 的發射極上，晶體管 T1 的基極通過由 4.7k 和 3.3k 電阻組成的電位分壓器以及 2.2k
的預設來檢測電池電壓。如果基極電壓不超過 0.6 伏，則發射極電壓，晶體管 T1 不導通;晶體管 T2 也不導通，因為其發射極和基極的電壓相同且等于 Vs。當
T1 的基極上升到 5.7 伏以上時，T1 開始導通，集電極電壓降至 Vs 以下。PNP 晶體管 T2 的基極電壓低于其發射極的基極電壓——最終，T2
也導通，繼電器通電。

還有另一個電位分壓器，由兩個 4.7k 電阻和 2.2k 預設組成。晶體管 T3 在其發射極處感應相同的齊納電壓 5.1
伏，在基極處感應電池電壓。如果電池電壓約為 11 伏，則晶體管完全導通，集電極電壓保持在 5.2 伏左右。T3 的集電極通過二極管 D3 連接到 T1
的基極。如果電池電壓降至 11 伏以下，則 T3 的導通降低，集電極電壓上升。然后進行D3以提高T1的基極電壓。晶體管 T1 和 T2
按順序導通，繼電器通電。

為避免過充電或深度放電截止期間繼電器觸點閃爍，在 T2 的集電極和 T1 的基極之間放置了 47k 的反饋電阻。繼電器兩端的 100uF
電容也減少了閃爍。如果需要進一步阻尼，應在 T1 的底部設置冷凝器。

過充電和深放電截止均由單個繼電器提供。因此，它必須是雙觸點繼電器。通常，充電器在 A 點的直流輸出通過一個普通觸點為電池充電（圖
3）。電池也連接到另一個觸點的極點，電池輸出取自其正常觸點。雙 LED 用作過充電和深度放電截止指示燈。當繼電器因過充電而通電時，A 處的電壓會亮起 LED
的綠色部分，同時反向偏置紅色部分。在放電過程中，如果繼電器被激活，紅色部分將發光，因為 A 處的電壓不存在。

設置時，首先將預設 VR2 設置為最高電源。然后通過充電讓電池電壓上升到 13.2 伏。設置預設 VR1 以在略高于 13.2
伏的電壓下切斷充電。

令人滿意的設置檢查機制如下。首先，通過電流表對電池放電一段時間。例如，讓電流為 5 安培，時間為 8 分鐘。然后讓電池充電。如果充電電流為 4
安培，則所需的最短充電時間由 4t = 5×8 給出。

這是一個問題。充電電流不穩定。所以你必須找到平均電流。通過多次重復上述過程，您必須修復當前，請記住，充電期間提供的功率應略大于電池在放電期間提供的功率。

當電池電壓為 13.2 伏時，將電池夾從前一個單元的正極端子移至正極（6 伏電池中的 12 個單元）。然后到達電路板的電壓為 13.2×5/6= 11
伏。使用此電壓設置預設的 VR2 用于放電截止。

具有過充和深度放電保護功能的 12 V 電池充電器零件清單

電阻器（全部 1/4 瓦，± 5% 碳）

R1、R7、R8= 4.7KΩ

R2、R4= 3.3 KΩ

R3、R9= 1.5 KΩ

R5= 47?

R6= 47 KΩ

R10= 1 KΩ

虛擬現實1、虛擬現實2= 2.2 KΩ

電容器

C1= 1000 μF，25V （電解電容）

C2= 200 μF，16V （電解電容）

C3= 100 μF，16V （電解電容）

C4= 0.01 μF 至 100 μF，16V

半導體

T1、T3= BC147 （硅NPN晶體管）

T2= SK100（通用、中等功率PNP晶體管）

D1、D2= 1N5401 （恢復整流二極管）

D3= 1N4001 （Genera 提出整流二極管）

D4= 1N4148 （硅開關信號二極管）

ZD公司1= 5.1 V/250mW（齊納二極管）

發光二極管1= 雙色 LED

雜項

X1= 230V AC 初級至 12V-12V、3 AMP 次級變壓器

RL系列1= 12V，100Ω繼電器

電流表