备用电池自动充电。方案、说明

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无线电电子与电气工程百科全书 / 充电器、电池、原电池

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为了保证许多固定设备的可靠运行，需要使用备用电源。大多数情况下，安装电池就是为了这些目的，但必须对其进行监控，避免强烈放电并及时充电。将这个职责委托给自动化会更方便。

给电池充电需要合适的设备（内部或外部）。

该充电器可以作为不间断电源系统的一部分，并完全自动化该过程，即当电池电压降至阈值水平以下时，它可以打开，或者使用“浮动”充电。浮充是指将电池与负载并联（图2.18），此时电源仅用于补偿电池的自放电电流。在这种情况下，该方案是最简单的。

在这些电路中，选择来自变压器的输入电压，以便通过电池的充电电流补偿自然自放电电流。

备用电池自动充电
米。 2.18。提供备用电池浮充电的方案

整流器后所需的电压可以通过安装额外的二极管或使用变压器次级绕组的抽头来实验选择（一些统一变压器，例如TN、TPP等系列，具有稍微改变电压的能力）通过切换初级绕组中的抽头在次级电路中）。同时，我们使用电流表控制电池电路中的电流。

通常浮充电流值不应超过电池标称值0,005...0,01。减少充电电流只会导致过程持续时间的增加（在此应用中，充电时间并不重要 - 它总是足够的）。

如果您的网络足够稳定并且电源电压没有超出容差（在大城市，他们会对此进行监控），则可以使用此类方案。另外，在变压器和电池之间安装稳压器和二极管，防止变压器未开启时电池电流流入稳压器（图2.19）。 KR142EN12芯片可用同类进口LM317替代。

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米。 2.19。带稳压器的充电器电路

由于安全设备中的电池负载消耗微电流，因此在操作期间控制其上的电压是没有意义的——空闲时它始终是标称电压。这种控制是在模拟电池最大负载的同时执行的，这将需要复杂的充电器电路来完全自动化该过程。

更先进的充电器电路如图2.20所示。 14. 它不仅可以维持电池的稳定电压，还具有可调节的电流保护功能，可以防止在输出短路（或电池故障）时损坏电池。在连接新电池（尚未充电或之前放电严重）的情况下，电流限制也很有用。在这种情况下，将电流限制在所需的水平可以防止供电网络变压器过载（它可以是低功率的 - 30 ... XNUMX W，因为在“警报”模式下，所需的电流很可能由电池本身提供）。此外，芯片内部还有温度保护功能，过热时会关闭输出，防止损坏元件。

米。 2.20. 限流充电器原理图（点击放大）

要组装该设备，您可以使用由玻璃纤维制成的单面印刷电路板，如图 2.21 所示。 2.22 其外观如图XNUMX所示。 XNUMX.

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米。 2.21。 PCB拓扑和元件布局

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米。 2.22 板上安装元件的外观

变压器 (T1) 可以用 TP115-K9 代替 - 它有 2 个 12 V 绕组，每个绕组的允许电流最大为 0,8 A。闲置时，绕组电压为 16 V，经过整流和平滑后，一个电容器 - 19 V，这对于稳定器的运行来说已经足够了（大多数时候电路仅在空闲模式下运行）。

另一种工作原理类似的电路如图 2.23 所示。 200。它的基础是L2芯片（国内没有类似产品），它有引脚（5和2）来控制负载中的电流。微电路的给定包含是典型的：负载电路中的最大电流 Imax = 0,45 / R2 取决于电阻器 R3 的值，并且所需电压由电阻器 RXNUMX 设置。

米。 2.23。第二版带限流的充电器电路

该稳定器可提供0,1至2A的输出电流，并具有内部过热保护功能。

要安装第二个充电器电路的元件，可以使用图 2.24 所示的印刷电路板。 XNUMX。

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米。 2.24。 PCB拓扑和安装外观

关于设置所有具有稳定性的方案。您将需要一个毫安表、一个电压表（最好是数字式的）和一个模拟负载的强大电阻。所有这些都按照图 2.25 所示的方案进行连接。 XNUMX。

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米。 2.25。设置和检查充电器的支架

首先，当电池断开时，我们用相应的微调电阻在稳定器的输出端设置13瓦的电压。之后，开关S1，导通电阻Rn，检查限流情况。任何人都可以通过选择图 3 电路中的电流反馈电阻 R2.20 来安装它。 220（例如，对于 3 mA 电流 - R3,9 = 300 欧姆；对于 3 mA - R3,3 - 2 欧姆）或图 2.23 电路中的 RXNUMX。 XNUMX。

现在，我们连接电池 GB1，而不是电阻器 Rh。充电电路中所需的电流（针对特定电池的能量强度）是通过调整输出电压来设置的。最终设置应在电池充满电后进行——该电流应补偿 GB1 的自放电。

作者：Shelestov I.P.

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