一種新型智能大功率充電器的研制

1、一種新型智能大功率充電器的研制摘要:針對當(dāng)前人們由于使用不當(dāng)導(dǎo)致充電器過早報廢造成巨大浪費的現(xiàn)象。本文將設(shè)計一種新型的大功率智能充電器，采用電池余電觸發(fā)充電，不接入電池?zé)o電壓，具有短路保護(hù)和反接保護(hù)功能。它采用分立元件，電路簡單，易于制作。關(guān)鍵詞:充電器觸發(fā)充電大功率脈寬調(diào)制隨著科技的進(jìn)步，安全、便捷而又節(jié)能的生活方式越來越受歡迎。鉛酸電池由于低廉的價格和較長的使用壽命而被廣泛應(yīng)用，與之相關(guān)的充電器也備受關(guān)注。充電器的充電效率及使用壽命是關(guān)注的重點,因為其性能的優(yōu)劣很大程度上影響著電池的使用效率。不少電池因充電器的使用不當(dāng)而造成損壞，其中以過量充電導(dǎo)致電池?fù)p壞的問題尤為突出。鑒于此，本文設(shè)計了

2、一種新型智能大功率充電器，解決了充電過量或者欠壓等造成的電池?fù)p壞問題。1電路工作原理這里介紹的新型智能大功率充電器實驗原理圖如圖1所示,電路由變壓器、全橋整流器、單穩(wěn)觸發(fā)器以及其他電阻電容元件組成。圖中市電通過變壓器TR的變壓和由二極管VD1-VD4、電容C1組成的全橋整流的濾波過程而變成直流電。三極管VT1是是控制充電的，它工作于開關(guān)狀態(tài)。三極管VT2、VT3和電容C2構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器1。普通電阻R6和電位器RP構(gòu)成了限制電壓取樣電路，R7是限流取樣電按照電路圖正確的連接好實驗裝置，下面對電路的工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。首先，在充電器處于待機狀態(tài)時，如果接通電源，但不接通電池，三極管VT2就會因為

3、沒有了基極電壓而斷開，然后三極管VT1也斷開,這樣就不會有電壓的輸出。這時，指示燈HR紅色LED發(fā)光管就會發(fā)亮。其次,當(dāng)正確地接通電源和電池后，電池處于充電狀態(tài)，電池中的殘余電量可以使三極管VT2形成輕微導(dǎo)通狀態(tài)，接著，三極管VT2的集電極電位下降，從而使三極管VT1也迅速導(dǎo)通，致使輸出電壓升高；由于電容C2的正反饋作用，電路狀態(tài)迅速達(dá)到穩(wěn)定。這時，三極管VT1、VT2都處于導(dǎo)通狀態(tài)、而另一個三極管VT3則是斷開的。于是,電池開始充電，指示燈HG綠色LED發(fā)光管發(fā)亮。在普通充電器的正常使用過程中，會遇到充電的電流高于其本身的額定值，但卻因為不易被發(fā)現(xiàn)而認(rèn)為的及時停止充電，從而導(dǎo)致了充電器以及電

4、池的損壞，造成損失。鑒于此，這里所設(shè)計的這種新型的智能充電器采用單穩(wěn)觸發(fā)器的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)的功能可以實現(xiàn)自動的、及時的斷開電源，可以保護(hù)電路元件。在限流充電時，即在充電電流大于限定值的情況下，電流取樣電阻R7兩端的電壓會升高，三極管VT3的b、e極間電壓就呈現(xiàn)高電位，單穩(wěn)觸發(fā)器狀態(tài)被觸發(fā)。三極管VT3導(dǎo)通，而三極管VT1、VT2便斷開,此時，充電器就停止充電；當(dāng)充電器處于斷電狀態(tài)后，單穩(wěn)觸發(fā)器再次自動復(fù)位，從而再次進(jìn)入充電狀態(tài)。充電器就這樣周而復(fù)始地對電池進(jìn)行脈動充電2,同時充電指示燈HG也隨之不斷變亮變暗，由于充斷電的間歇時間比較短暫，指示燈HG就呈現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象。隨著充電的進(jìn)行，電池兩端的電壓逐

5、步上升，脈寬不斷變窄，充電電流逐漸變小，充電指示燈HG的閃爍也逐漸變快變暗。等到電池接近充滿的時候，二極管VD5導(dǎo)通,三極管VT3也導(dǎo)通，同時，三極管VT1、VT3斷開。這樣，充電通電路斷開，充電過程就結(jié)束了（但是在實際充電過程中，當(dāng)電池靜置時，電池電壓稍微下降，又會激發(fā)充電器對電池進(jìn)行充電，即會出現(xiàn)間歇充電現(xiàn)象，但是看不到指示燈HG的閃爍現(xiàn)象,這種涓流充電3方法有利于延長電池的壽命）。2元器件選擇上述大功率智能充電器采用的元器件大致如下:TR為電源為220V/6V、容量為3V?A的市售變壓器。構(gòu)成全橋整流的二極管VD1-VD4的規(guī)格都是IN4001型號的。但是作為開關(guān)的二極管VD5采用1N4

6、148型號的。指示燈HR和HG分別是紅、綠發(fā)光二極管，用于指示電源狀態(tài)和充電狀態(tài)?？刂瞥潆娛欠襁M(jìn)行的三極管VT1是采用3AD56C型號的。而組成單穩(wěn)觸發(fā)器的三極管VT2、VT3則分別采用的是9013和9014型號的其他的電路元件則依據(jù)實驗原理圖進(jìn)行選擇。3調(diào)試過程在調(diào)試裝置安裝無誤后，按照以下步驟調(diào)試：首先,把電容C2、C3斷開,并在輸出端并聯(lián)一個220F左右的電解電容，則現(xiàn)在的電路就相當(dāng)于一個可調(diào)穩(wěn)壓電源。然后，在不接電池的情況下，僅僅把電源接通，此時,指示燈HR紅色發(fā)光管變亮；接著，將三極管VT3的b、e兩極進(jìn)行短接，那么，此時的充電指示燈HG綠燈發(fā)光管就發(fā)亮，在綠燈亮后用萬用電表測出輸出端電壓，并記錄下數(shù)據(jù)；下一步就是調(diào)試電位器RP,逐步細(xì)心調(diào)試，以便讓輸出電壓等于充電電池的電壓，最后，接回電容C2、C3就可以了。4結(jié)語本文設(shè)計的這種新型智能大功率充電器，在調(diào)試后證明了它是一種便捷、安全、耐用的智能充電器，解決了電池在充電式時由于欠壓或者過度充電造成的損害的問題，較為有效的保護(hù)了電池以及電路，同時節(jié)約了電力資源。另一方面，這種充電器的構(gòu)造并不復(fù)雜，成本也并不高，所以這種新型智能大功率充電器是一種較為理想的充電器，值得推廣使用的。參考文獻(xiàn)1 方志鳴關(guān)于一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的討論J.安徽師大學(xué)報(自然科學(xué)版),1994,3,34(1064):1