摊上大事了-铅酸蓄电池脉冲充电器设计的那点事

电源

` 本帖最后由 lsergao 于 2014-5-7 17:17 编辑

我一哥们找我说，他摩托车的电瓶（容量为7AH，建议充电电流为0.7A）没有电了，能想办法给充充电么。他还拿来一个输出22V的自耦电源变压器。我想这应该不难。于是找来一个整流桥（整出来脉动直流电），一个滑动变阻器（控制充电电流）开始操作。

充了大约10个小时，基本解决问题。
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002脉冲式充电器.pdf (152.55 KB, 下载次数: )

itfan · 2014-5-7 10:39:36

本帖最后由 gk320830 于 2015-3-5 11:59 编辑

可是我哥们又说，他的摩托车不经常骑，所以不定什么时候就会出现亏电的情况。能让他也能自己充电么？我就教他，结果他说这个太难，操作不了。能不能给他简单做一个电路板，他只要这边插上电源插座，那边连上电瓶就可以呢？这要求不高，可是对我来说可是有点难哦！想说那就自己去买一充电器不就完了么，可是看着哥们那信任的表情，我把到嘴边的话又咽了下去。哎，谁让咱是哥们呢。

我自己觉得之前的充电方法虽然简单，应急可以，但是肯定不是长久之计。
于是开始上网搜集资料，争取搭建一个最简单的有实用价值的电路。
于是找到了这个（在本论坛上也曾经搜到同样的一个设计文章）

这个设计是利用3脚输出低电位时给电池充电，这和一般的设计（利用3脚高电位）不同，但是也没多想。既然人家设计出来了，应该就是行的通的。
还有就是因为没有大功率PNP的三极管，所以考虑参考达林顿管用PNP+NPN的方式来解决。

补充一下原设计的资料：

　脉冲式全自动快速充电器电路简单，成本低廉，安全可靠，其电路如图所示。

　　电路工作原理：由图可知，市电经变压器降压，再经VD1～VD4桥式整流，在A点得到约20V的电压，经R1限流、VZ、C1稳压，在B点得到14V左右的稳定电压。此电压主要供给NE555工作，使其产生振荡，并从第3脚输出控制信号，控制电池的充电过程，同时通过调节RP，在C点建立基准电位。假设只对两节镍镉电池进行充电，电位定在2.8V（比额定电压稍高一点）。NE555对充电情况的检测是这样的：一开机，作为振荡元件的C2处在充电状态，NE555的第3脚输出高电平，LED灭，V1截止，电源停止对电池充电；当C2上的电压逐渐上升，以至大于5脚的电压，内部电路触发，第7脚对地呈短路；在C2对地放电的过程中，NE555的第3脚变为低电平，LED亮，V1导通，电源对电池开始充电；当C2上的电压因放电低于第5脚的电压1／2时，内部的电路再次翻转，第7脚与地断开，C2开始充电，第3脚重又变为高电平，以下的情形跟开机时基本相同。当电池的充电即将完成时，C2的充电过程逐渐放慢（因第5脚的电压已接近C点的电压），电池的充电间隙延长，发光管长时间不亮，最后电池动态地维持在终点电压上，电路中D6用于提高充电初期的效率（缩短C2的充电时间）。
　　元器件选择：当电路只对二节镍镉电池进行充电时，元器件参数如图所示。调节RP，使C点电压等于2.8V，再调节R5到35Ω，使充电电流达到500mA；当对12V蓄电池进行充电时，首先要提高变压器的容量，将V1换成大功率的PNP管，型号如3AD6、3AD30等，将C点电位定在12.3V左右，再调整R5，使充电电流达到1A左右；当对其他类型的电池进行充电时，只需使C点的电位等于电池组的电压，并留出一定的裕量，当然也要注意变压器的容时、R5的阻值、晶体管的耐压和功率。另外，C2、R3主要是决定着充电脉冲的长短和频率，对蓄电池而言，脉冲可长些，这时可加大R3；而对一般的干电池，频率要快些，这时可减小R3。

itfan · 2014-5-7 10:39:57

本帖最后由 gk320830 于 2015-3-5 12:00 编辑

由于这个资料是在一本公开出版的书上找到的，所以也没多想，直接就做出来了。

可是通电测试不久，就发现NE555已经爆裂！

原来书上说他只是给2.8V的两节镍镉电池充电，我想给12V电瓶充电看来还是有问题。

盯着原理图看了一下，发现这个设计是有问题的。

电源电压经过一个三极管的BC极PN结（相当于一个二极管），一个限流电阻，一个LED 进入NE555的3脚，再通过1脚接地，这就构成了一个通路，加上整流后大约30V的电压，当然会有很大的电流通过，555被烧毁就不可避免了！
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实测NE555的3脚到1脚是可以导通的——难道我的555是赝品？

测试电路如下
3.3V时LED微亮

关灯看看效果

12V时已经很亮

itfan · 2014-5-7 10:40:30

本帖最后由 lsergao 于 2014-5-7 13:40 编辑

基于这点认识，把电路又做了调整。

可是实际用4节镍镉电池测试，好像还是有问题，电路不稳定，没有使用价值。

这就是头痛医头脚痛医脚，弄了个焦头烂额。
恳请高手指点一二 !

itfan · 2014-5-7 10:52:34

本帖最后由 lsergao 于 2014-5-7 21:59 编辑

测试时发现因为我改用了7812作为线性稳压给NE555供电，输入输出压差过大，发热严重也是导致工作不稳定的一个原因。

itfan · 2014-5-7 11:02:03

本帖最后由 lsergao 于 2014-5-8 08:47 编辑

放弃之前的方案，继续寻找可以利用手里现有的元器件能制作一个充电器的设计。

又找到一篇文章《脉冲式充电器》，说的挺好的，也有电路图，可惜没有参数。

学习一下

itfan · 2014-5-7 11:35:47

本帖最后由 lsergao 于 2014-5-20 13:56 编辑

细看这个电路好像也有问题，不知道元芳怎么看？

Q1、Q2导通后由于没有限流电阻，会导致Q2过流烧毁。

Q5是个P沟道场效应管，看图应该是耗尽型场管，它的连接方式和驱动没看懂。

CD4017的8脚应该接地才对啊

也许这就是个原理示意图，所以才会如此吧？