自动电池充电器

您是否尝试过设计一个电池充电器，当电池电压低于规定电压时自动为电池充电？本文将向您介绍如何设计自动电池充电器。

当电池达到满电状态时，下面的充电器会自动关闭充电过程。这样可以防止蓄电池深度充电。如果蓄电池电压低于 12V，电路会自动为蓄电池充电。

12 伏自动电池充电器电路图

该自动电池充电器电路主要包括两个部分 - 电源部分和负载比较部分。

主电源电压 230V，50Hz，连接到中心抽头变压器的初级绕组，将电压降到 15-0-15V。

变压器的输出端与二极管 D1、D2 相连。二极管 D1、D2 用于将低交流电压转换为脉动直流电压。这一过程也称为整流。脉动直流电压被加到 470uF 的电容器上，以消除交流波纹。

因此，电容器输出的是未经调节的直流电压。现在，这个未稳压的直流电压被加到 LM317 可变稳压器上，以提供稳压的直流电压。

该稳压器的输出电压在 1.2V 至 37V 之间可调，最大输出电流为 1.5A。通过改变连接到 LM317 调整引脚的 10k 电位器，可改变该稳压器的输出电压。

Lm317 稳压器的输出通过二极管 D5 和电阻 R5 加到电池上。二极管 D5 用于避免主电源失效时电池放电。

当电池充满电后，反向偏置的齐纳二极管 D6 导通。此时，BD139 NPN 晶体管的基极通过齐纳二极管获得电流，从而使总电流接地。

在该电路中，绿色 LED 用于指示电池电量。电阻器 R3 用于保护绿色 LED 不受高压影响。

电路原理

如果电池电压低于 12V，则来自 LM317 IC 的电流通过电阻器 R5 和二极管 D5 流向电池。此时齐纳二极管 D6 将不导通，因为电池的电流全部用于充电。

当电池电压升至 13.5V 时，流向电池的电流停止，齐纳二极管获得足够的击穿电压，允许电流通过。

此时，晶体管基极获得足够的电流，从而导通，这样 LM317 稳压器的输出电流就通过晶体管 Q1 接地。因此，红色 LED 指示充满电。

充电器设置

电池充电器的输出电压应低于电池的 1.5 倍，充电器的电流应为电池电流的 10%。电池充电器应具有过压保护、短路保护和极性反接保护功能。

注：还可了解如何构建电池充电电量指示器电路？

2.自动电池充电器

电路图

本项目中提到了用于密封铅酸电池的自动电池充电器电路。这是一种脉冲充电器电路，有助于延长电池的使用寿命。该电路的工作原理说明如下。

LM317 充当电压调节器和电流控制器件。15V 的齐纳二极管用于将 LM317 设置为在无负载时输出 16.2V 电压。当 2N4401 由 555 的输出导通时，LM317 的 ADJ 引脚接地，其输出电压为 1.3V。

LM358 充当比较器和电压跟随器。LM336 用于向 LM358 的非反相端（引脚 3）提供 2.5V 的基准电压。分压器网络用于向 LM358 的反相端（引脚 2）提供部分电池电压。

当电池电量达到 14.5V 时，LM358 反相端输入的电压略高于 LM336 设置的引脚 3 上的 2.5V。这将使 555 的输出变高。

结果，红色 LED 发光，晶体管导通。这将使 LM317 的 ADJ 引脚接地，其输出降至 1.3V。

当电池电量低于 13.8V 时，LM358 输出高电平，555 输出低电平。因此，电压从 LM317 流向电池，绿色 LED 发光，表示正在充电。

 3. 使用可控硅的电池充电器

本项目使用可控硅实现了一个自动电池充电器电路。它可用于为 12V 电池充电。通过选择适当的元件，也可为 6V 和 9V 等不同电位的电池充电。电路工作原理如下。

在变压器和桥式整流器的帮助下，交流电源被转换成 15 伏直流电，绿色 LED 灯被打开。直流输出是脉动直流，因为整流器后没有滤波器。

这一点很重要，因为只有当电源电压为 0 或与电源断开时，可控硅才会停止导通，而这只有在脉动直流的情况下才有可能实现。

最初，可控硅 1 通过 R2 和 D5 接收到栅极电压后开始导通。当 SCR1 导通时，15V 直流电流将流过电池，电池开始充电。当电池上的电量几乎充满时，它将与电流相反，电流开始通过 R5 流动。

当电位达到 6.8V 时，齐纳 ZD1 开始导通，为可控硅 2 提供足够的栅极电压，使其开启。

因此，电流通过 R2 流经 SCR2，而 SCR1 则由于栅极电压和电源电压被切断而关闭。红色 LED 灯亮起，表明电池已充满电。

电池完全充满电