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              多用恒流充電器分析
              深圳安泰和科技有限公司  2010-12-01 15:38:22

              多用恒流充電器分析

                一、電路原理

                如圖所示,該充電器屬于電容限流式無電源變壓器恒流充電器。220V交流電經K1~K4及其相應阻容元件組成的4條并列支路選擇或組合,再經整流堆D整流后,通過電流表A,給蓄電池充電。在充電過程中,由于回路中蓄電池兩端電的變化量相對于220V交流電壓來說很小,電容兩端的電壓降幾乎可認為是不變的,所以,通過電容器的電流也是不變的,通過蓄電池內部的充電電流自然也是恒定的。

                圖中,L為220V交流電源指示燈,R1、R2、R3、R4分別是電容器C1、C2、C3、C4的泄放電阻,在不用充電器時,能及時將電容器上積存的電荷放掉;K1、K2、K3、K4是支路控制開關,通過開關通斷控制可以決定支路是否并入電路;R5、LED組成空載報警指示電路(為了安全,充電器不可在空載狀態下插入220V交流電源),LED亮時,說明空載。電流表A指示充電電流的大。弘妷罕鞻指示蓄電池兩端的電壓(為防止空載時電壓高燒壞電壓表,電壓表的接入與否受開關K5的控制)。


                二、電路設計

                該充電器的限流電容器容量越 
              大,容抗越小,充電電流越大。反之,充電電流越小。根據該原理,可采用調整并聯電容的方法來達到調整充電電流大小的目的。以汽車、摩托車、電動自行車常用的蓄電池為例,該充電電路設置了相鄰級差為1A的1~15A的15級可調充電,通過四條支路的不同并聯組合實現對畜電池充電電流的調整。

                由純電容交流電路中(圖中各分流電阻的分流很小,可忽略不計)電壓、電流、容抗之間的關系得:I=U/Xc=2πfcU=2×3.14×50×210C=65940C(式中,Xc表示電容器的容抗,其單位為歐姆;U表示電容器兩端的電壓,其單位為伏特,其值為:交流電源的總電壓220V-蓄電池放電的下限電壓10V=210V;C表示電容器的容量,其單位為法拉:f表示交流電的頻率,其單位為赫茲,我國公共電網的頻率為50赫茲;I表示通過電容器的電流,其單位為安培;π取3.14)。

                由以上計算結果可知,當電容器C取15微法(即0.000015法拉)時,I=65940C=65940×0.000015≈1(A)。C1=15微法、C2=30微法、C3=60微法、C4=120微法,對應的各支路電流分別為1A、2A、4A、8A。通過各控制開關將以上四個電容器進行適當的并聯組合便可得到1A、2A、3A……15A的15組可調充電電流。如果想將電流調得更精細些,可增加并聯支路。如增加7.5微法支路可得到相鄰級差為0.5A的0.5A~15.5A的31級可調充電控制系統,上述各支路電容器的容量若只取其十分之一,便可得到相鄰級差為O.1A的0.1~1.5A的15級可調并聯組合充電控制系統;若只取其容量的百分之一,便可得到相鄰級差為140mA的15級可調并聯組合充電控制系統。

                三、制作方法

                指示燈L應選用額定工作電壓為220V的體積較小些的燈泡,也可以用10kΩ的電阻和一個小功率發光二極管串聯代替;控制開關K1、K2、K3、K4應分別選用額定工作電流不小于1.5A、3A、6A、12A的;電容器C1、C2、C3、C4均選用耐壓不小于400V規格的;泄放電阻R1、R2、R3、R4均選用220kΩ,1/2W規格的;整流堆D應選用額定工作電流不小于50A,耐壓不小于400V規格的;電流表A選用量程為20A或30A規格的直流電流表;電壓表V應選用量程為50V規格的直流電壓表;R5選用10kΩ/6W的電阻;LED選用普通小功率發光二極管;K5選用普通按鍵式開關,工作電流大小不作要求。將控制開關K1、K2、K3、K4并排裝在機殼面板上適當的位置,并在K1、K2、K3、K4的位置旁邊分別標注上1A、2A、4A、8A的字樣,以便控制計算調整。蓄電池接線柱的工作電流不小于20A。

                四、使用方法

                該充電器屬于無電源變壓器隔離式充電器,為了人身安全,充電時應嚴格照下列程序進行操作:

                1.檢查各個開關應處于斷開狀態,將蓄電池的正、負極與接線柱連接可靠,然后閉合K5,電壓表指示出蓄電池兩端的電壓。

                2.將電源插頭插入220V交流電源,接通K1,此時,觀察電源指示燈亮,空載報警指示發光二極管不應亮。若發光二極管亮,說明蓄電池正、負極與充電器接線柱之間接觸不良,應除掉接點之間的臟物后再進行連接。

                3.根據蓄電池對充電電流的要求,選擇合適的控制開關接通并聯調整充電電流,充電電流數值為接通的開關電流數之和。

                該充電器的唯一缺陷是,不具備充滿電后自動停充的功能。因各種蓄電池的電壓及容量都不一樣,讀者應根據不同蓄電池的要求決定充電的電流和充電時間,通過電壓表監視充電程度。

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