定压恒流自动充电机

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小容量蓄电池大多利用整流器或稳压电源进行充电,然而两者都有共同的缺点,就是充电电流随着时间的延续不断地减小。在刚开始充电时,由于调定的整流器或稳压电源的输出电压与蓄电池端电压之差较大,所以充电电流较大。当电池电压逐渐升高时,电压差值减小,充电电流也就随之减小。如要维持充电电流基本不变,需要随时调节整流器或稳压电源的输出电压,这样很不方便。另一个缺点是整流器或稳压器万一断电,电池就会发生倒放电的现象。这里介绍的定压恒流晶体管自动充电机可以克服上述缺点,并且当电压充到所需值时,能自动切断充电电流。

图1是原理方框图。它由整流器、稳压器、稳流器、晶体管开关和控制开关等几个部分构成。稳压器的输出电压调整到电池所需充足的电压,并加到开关晶体管的基极,当电池电压上升到约与稳压器输出电压相等时,晶体管开关导通,使继电器释放,切断充电电流。充电电流是用一个稳流器供给的,以保证在整个充电过程中充电电流始终保持恒定。

图1
图1 🔍原图 (556×309)

电路图见图2。其中整流和稳压部分都是一般常用电路。稳压部分用了三个NPN型的管子,目的在于使调整管BG\(_{1}\)输出正电压加到BG4的基极。如若用PNP型管子,其调整管BG\(_{1}\)输出电压是负的(如图3),全部充电电流将流过BG1,BG\(_{1}\)就必需选用大功率管。BG5、DW\(_{2}\)、R10~R\(_{15}\)构成稳流器,当BG5的基极电压用稳压管DW\(_{2}\)稳定后,又当发射极电阻一定时,BG5的集电极输出电流即充电电流也就恒定不变,开关K\(_{3}\)用来改变BG5发射极电阻的大小,也就是改变了充电电流的大小。

图2
图2 🔍原图 (1187×602)
图3
图3 🔍原图 (451×279)

合上电源开关K\(_{1}\),按下充电按钮K2,继电器J\(_{2}\)动作,触点J2-1、J\(_{2}\)-2闭合,充电开始。BG5集电极和BG\(_{4}\)发射极的电压同时逐渐上升,当升高到大于BG4基极电压约0.3V时, BG\(_{4}\)开始导通,使继电器J1通电,触点J\(_{1}\)-1打开,切断控制回路中继电器J2的电源,进而使触点J\(_{2}\)-1、J2-2打开,切断充电电流,指示灯ZD\(_{2}\)熄灭,充电完毕。

为了便于检修,将整流、稳压两部分的元件排在一块印制板上(简称电源板)。而将开关晶体管和稳流部分各元件,继电器J\(_{1}\)、J2等排在另一块印制板上(简称充电板)。两块印制板做成插件形式,通过插座相互连接。一般来说,只要整流器的容量足够大,就可同时供给几组稳流器对多组电池进行充电,如图1所示。如果其中一块充电板坏了,只要将这块板拔出来检修,而其余各板仍可正常进行充电。

图2所列元件数值,可同时供给充电电压为18V、充电电流为80mA或200mA(用K\(_{3}\)切换)四组电地使用。如果要改变充电终止电压,可调节电位器W。如果要改变充电电流,只要更换电阻R14或R\(_{13}\)即可,充电电流大约等于UDW2+0.3R\(_{14}\)//R15或U\(_{DW2}\)+0.3;R13//R\(_{12}\)//R11

利用本电路也曾对电压已下降到1.35V左右的干电池进行充电试验(用数个电池串联起来),实践证明,可将于电池电压恢复到1.5V。(丁贻俊)