多用蓄電池恒流充電器,Lead-acid battery charger

一、電路原理
如圖所示，該充電器屬于電容限流式無電源變壓器恒流充電器。

220V交流電經K1～K4及其相應阻容元件組成的4條并列支路選擇或組合，再經整流堆D整流后，通過電流表A，給蓄電池充電。在充電過程中，由于回路中蓄電池兩端電壓的變化量相對于220V交流電壓來說很小，電容兩端的電壓降幾乎可認為是不變的，所以，通過電容器的電流也是不變的，通過蓄電池內部的充電電流自然也是恒定的。

圖中，1為220V交流電源指示燈，R1～R4分別是電容器C1～C4的泄放電阻，在不用充電器時，能及時將電容器上積存的電荷放掉；K1～K4是支路控制開關，通過開關通斷控制可以決定支路是否并入電路；R5、1ED組成空載報警指示電路（為了安全，充電器不可在空載狀態下插入220V交流電源），1ED亮時，說明空載。電流表A指示充電電流的大小。電壓表V指示蓄電池兩端的電壓（為防止空載時電壓高燒壞電壓表，電壓表的接入與否受開關K5的控制）。

二、電路設計
該充電器的限流電容器容量越大，容抗越小，充電電流越大。反之，充電電流越小。根據該原理，可采用調整并聯電容的方法來達到調整充電電流大小的目的。以汽車、摩托車、電動自行車常用的蓄電池為例·該充電電路設置了相鄰級差為1A的1～15A的15級可調充電，通過四條支路的不同并聯組合實現對畜電池充電電流的調整。

由純電容交流電路中（圖中各分流電阻的分流很小，可忽略不計）電壓、電流、容抗之間的關系得：I=U/Xc=2πfcU=2x3.14x50x210C=65940C（式中，Xc表示電容器的容抗，其單位為歐姆；U表示電容器兩端的電壓，其單位為伏特，其值為：

交流電源的總電壓220V一蓄電池放電的下限電壓10V=210V；C表示電容器的容量，其單位為法拉；表示交流電的頻率，其單位為赫茲，我國公共電網的頻率為50Hz；I表示通過電容器的電流，其單位為安培；π取3.14）。由以上計算結果可知，當電容器C取15μF（即0.000015F）時，I=65940C=65940×0.000015≈1（A）。

C1=15μF、C2=30μF、C3=60μF、C4=120μF，對應的各支路電流分別為1A、2A、4A、8A。通過各控制開關將以上四個電容器進行適當的并聯組合便可得到1A、2A、3A……15A的1 5組可調充電電流。如果想將電流調得更精細些，可增加并聯支路。如增加7.5μF支路可得到相鄰級差為0.5A的0.5～15.5A的31級可調充電控制系統，上述各支路電容器的容量若只取其十分之一，便可得到相鄰級差為0.1A的0.1～1.5A的15級可調并聯組合充電控制系統；若只取其容量的百分之一，便可得到相鄰級差為140mA的15級可調并聯組合充電控制系統。

三、制作方法
指示燈1應選用額定工作電壓為220V的體積較小些的燈泡，也可以用1OkΩ的電阻和一個小功率發光二極管串聯代替；控制開關K1～K4應分別選用額定工作電流不小于1.5A、3A、6A、12A的；電容器C1～C4均選用耐壓不小于400V規格的；泄放電阻R1～R4均選用220kΩ0.5W規格的；整流堆D應選用額定工作電流不小于50A，耐壓不小于400V規格的；電流表A選用量程為20A或30A規格的直流電流表；電壓表V應選用量程為50V規格的直流電壓表；R5選用10kΩ/6W的電阻；1ED選用普通小功率發光二極管；K5選用普通按鍵式開關，工作電流大小不作要求。將控制開關K1～K4并排裝在機殼面板上適當的位置，并在K1～K4的位置旁邊分別標注上1A、2A、4A、8A的字樣，以便控制計算調整。蓄電池接線柱的工作電流不小于20A。

四、使用方法
該充電器屬于無電源變壓器隔離式充電器，為了人身安全，充電時應嚴格照下列程序進行操作：

1.檢查各個開關應處于斷開狀態，將蓄電池的正、負極與接線柱連接可靠，然后閉合K5，電壓表指示出蓄電池兩端的電壓。

2.將電源插頭插入220V交流電源，接通K1，此時，觀察電源指示燈亮，空載報警指示發光二極管不應亮。若發光二極管亮，說明蓄電池正、負極與充電器接線柱之間接觸不良，應除掉接點之間的臟物后再進行連接。

3.根據蓄電池對充電電流的要求，選擇合適的控制開關接通并聯調整充電電流，充電電流數值為接通的開關電流數之和。

該充電器的唯一缺陷是，不具備充滿電后自動停充的功能。因各種蓄電池的電壓及容量都不一樣，讀者應根據不同蓄電池的要求決定充電的電流和充電時間，通過電壓表監視充電程度。