性能可靠的多用恒流充电器

性能可靠的多用恒流充电器

本文介绍一款电路简单、性能可靠的多用恒流充电器。

一、电路原理

如图所示,该充电器属于电容限流式无电源变压器恒流充电器。220V交流电经K1~K4及其相应阻容元件组成的4条并列支路选择或组合,再经整流堆D整流后,通过电流表A,给蓄电池充电。在充电过程中,由于回路中蓄电池两端电压的变化量相对于220V交流电压来说很小,电容两端的电压降几乎可认为是不变的,所以,通过电容器的电流也是不变的,通过蓄电池内部的充电电流自然也是恒定的。图中,L为220V交流电源指示灯,Rl~R4分别是电容器C1~C4的泄放电阻,在不用充电器时,能及时将电容器上积存的电荷放掉;K1~K4是支路控制开关,通过开关通断控制可以决定支路是否并入电路;R5、LED组成空载报警指示电路(为了安全,充电器不可在空载状态下插入220V交流电源),LED亮时,说明空载。电流表A指示充电电流的大小。电压表V指示蓄电池两端的电压(为防止空载时电压高烧坏电压表,电压表的接入与否受开关K5的控制)。

二、电路设计

该充电器的限流电容器容量越大,容抗越小,充电电流越大。反之.充电电流越小。根据该原理.可采用调整并联电容的方法来达到调整充电电流大小的目的。以汽车、摩托车、电动自行车常用的蓄电池为例.该充电电路设置了相邻级差为1A的l~15A的15级可调充电,通过四条支路的不同并联组合实现对畜电池充电电流的调整。

由纯电容交流电路中(图中各分流电阻的分流很小,可忽略不计)电压、电流、容抗之间的关系得:I=U/Xc=2πfcU=2x3.14x50x210C=65940C(式中,Xc表示电容器的容抗,其单位为欧姆:U表示电容器两端的电压,其单位为伏特。其值为:交流电源的总电压220V-蓄电池放电的下限电压l0V=210V:C表示电容器的容量,其单位为法拉;表示交流电的频率,其单位为赫兹,我国公共电网的频率为50Hz;I表示通过电容器的电流,其单位为安培:π取3.14)。

由以上计算结果可知,当电容器C取15μF(即0.000015F)时.I=65940C=65940x0.000015≈1(A)。C1=15μF、C2=30μF、C3=60μF、C4=120μF,对应的各支路电流分别为1A、2A、4A、8A。通过各控制开关将以上四个电容器进行适当的并联组合便可得到1A、2A、3A……l5A的15组可调充电电流。如果想将电流调得更精细些,可增加并联支路。如增加7.5μF支路可得到相邻级差为0.5A的0.5—15.5A的31级可调充电控制系统,上述各支路电容器的容量若只取其十分之一,便可得到相邻级差为0.1A的0.1~1.5A的15级可调并联组合充电控制系统:若只取其容量的百分之一,便可得到相邻级差为140mA的l5级可调并联组合充电控制系统。

三、制作方法

指示灯L应选用额定工作电压为220V的体积较小些的灯泡,也可以用lokn的电阻和一个小功率发光二极管串联代替;控制开关Kl~K4应分别选用额定工作电流不小于1.5A、3A、6A、12A的:电容器Cl~C4均选用耐压不小于400V规格的:泄放电阻Rl~R4均选用220kΩ.0.5W规格的;整流堆D应选用额定工作电流不小于50A,耐压不小于400V规格的;电流表A选用量程为20A或30A规格的直流电流表;电压表V应选用量程为50V规格的直流电压表:R5选用lOkΩ/6w的电阻;LED选用普通小功率发光二极管:K5选用普涌桉键式开关,工作电流大小不作要求。将控制开关K1~K4并排装在机壳面板上适当

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