为电池充电的充电器。方案、说明

用于给电池充电的充电器。无线电电子电气工程百科全书

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据了解，半充电电池的运行和储存是其使用寿命降低的主要原因之一。储存充电的电池一段时间后，由于自放电，会进入半充电状态。对于新的铅电池和微型镍镉电池，每天的自放电量是其容量的 0,5 ... 2%，而对于旧电池来说，自放电量要高得多。为了延长电池的使用寿命，它们应该始终保持在充满电的状态，用低功率充电器的相对较小的电流来补偿自放电。

当充电电流在数值上等于标称电池容量的0,1时，考虑这种充电模式被认为是最佳的。然而，现在一些电池制造商建议采用5小时充电模式，电流数值等于额定容量的XNUMX%，以延长其使用寿命。换句话说，用明显低于最佳电流的电流对电池充电对其使用寿命有积极影响，但需要相应更长的时间。

因此，在许多实际情况下，通常配备自动控制的复杂而笨重的充电器可以被简单、小型且经济的充电器所取代。下面描述了一种这样的装置。

它可用于为容量高达 100 Ah 的汽车电池充电，以接近最佳的模式为摩托车电池充电，也可（经过简单修改）作为实验室电源。

该充电器基于具有自耦变压器耦合的晶体管推挽电压转换器，可以在两种模式下运行 - 电流源和电压源。当输出电流小于某个极限值时，它照常工作——源、电压模式。如果尝试将负载电流增加到该值以上，输出电压将急剧下降 - 设备将切换到电流源模式。电流源（具有大内阻）的模式是通过在转换器的初级电路中包含镇流电容器来提供的。

充电器
图。 1

充电器原理图如图所示。 1、市电电压通过镇流电容C1供给整流桥VD1。电容器C2消除纹波，齐纳二极管VD2稳定整流电压。电压转换器由晶体管VT1、VT2和变压器T1组成。 VD3 二极管电桥对从变压器次级绕组获取的电压进行整流。电容器C3是平滑电容器。

该转换器的工作频率为 5...10 kHz。当 VD2 电桥输出电压上升时，齐纳二极管 VD1 同时保护转换器晶体管在空闲时以及器件输出关闭时免受过压影响。后者是由于当输出电路闭合时，变换器的发电会受到干扰，而整流器的负载电流减小，其输出电压升高。在这种情况下，齐纳二极管 VD2 限制电桥 VD1 输出端的电压。

实验测得的充电器负载特性如图2所示。 0,35. 当负载电流增加到0,4...1 A时，输出电压略有变化，随着电流的进一步增加，输出电压急剧下降。如果充电不足的电池连接到装置的输出端，电桥VD2输出端的电压下降，齐纳二极管VD1离开稳定模式，并且由于输入电路中包含高电抗的电容器CXNUMX，装置工作在当前源模式下。

如果充电电流减小，则设备平滑切换到电压源模式。这使得可以将该充电器用作低功率实验室电源。当负载电流小于0,3A时，转换器工作频率下的纹波电平不超过16mV，并且源的输出电阻减小到几个欧姆。输出电阻与负载电流的关系如图 2 所示。 XNUMX.

该充电器可轻松装入尺寸为 155x80x70 毫米的盒子中。盒子应由绝缘材料制成。

变压器T1绕在由40NM25铁氧体制成的标准尺寸K11x1500x1的环形磁芯上。初级绕组包含 2x160 匝 PEV-2 0,49 线，次级绕组包含 72 匝 PEV-2 0,8 线。绕组通过两层涂漆织物相互绝缘。

齐纳二极管VD2安装在可用面积为25cm的散热器上²。转换器晶体管不需要额外的散热器，因为它们在关键模式下运行。电容器 C1 是纸质电容器，设计额定电压至少为 400 V。

如果需要使用容量高达安时单位的小型电池和再生原电池的充电装置，建议提供充电电流调节。为此，应当提供一组由开关切换的较小容量的电容器，而不是一个电容器C1。在实践中有足够精度的情况下，最大充电电流（输出目标的闭合电流）与镇流器电容器的电容成正比（在 4 μF 时，电流为 0,46 A）。

如果需要降低实验室电源的输出电压，只需将稳压二极管VD2更换为另一稳定电压较低的稳压二极管即可。

调整从检查安装是否正确开始。然后他们确保输出电路闭合时设备正在工作。电路电流必须至少为0,45...0,46A。否则，应选择电阻器Rl、R2以确保晶体管VT1、VT2可靠饱和。较高的故障电流对应于较低的电阻器电阻。

作者：N. Khukhtikov，莫斯科地区 Sergiev Posad；出版：cxem.net

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