一种新型智能大功率充电器的研制

1、一种新型智能大功率充电器的研制摘要:针对当前人们由于使用不当导致充电器过早报废造成巨大浪费的现象。本文将设计一种新型的大功率智能充电器，采用电池余电触发充电，不接入电池无电压，具有短路保护和反接保护功能。它采用分立元件，电路简单，易于制作。关键词:充电器触发充电大功率脉宽调制随着科技的进步，安全、便捷而又节能的生活方式越来越受欢迎。铅酸电池由于低廉的价格和较长的使用寿命而被广泛应用，与之相关的充电器也备受关注。充电器的充电效率及使用寿命是关注的重点,因为其性能的优劣很大程度上影响着电池的使用效率。不少电池因充电器的使用不当而造成损坏，其中以过量充电导致电池损坏的问题尤为突出。鉴于此，本文设计了

2、一种新型智能大功率充电器，解决了充电过量或者欠压等造成的电池损坏问题。1电路工作原理这里介绍的新型智能大功率充电器实验原理图如图1所示,电路由变压器、全桥整流器、单稳触发器以及其他电阻电容元件组成。图中市电通过变压器TR的变压和由二极管VD1-VD4、电容C1组成的全桥整流的滤波过程而变成直流电。三极管VT1是是控制充电的，它工作于开关状态。三极管VT2、VT3和电容C2构成单稳触发器1。普通电阻R6和电位器RP构成了限制电压取样电路，R7是限流取样电按照电路图正确的连接好实验装置，下面对电路的工作原理进行详细介绍。首先，在充电器处于待机状态时，如果接通电源，但不接通电池，三极管VT2就会因为

3、没有了基极电压而断开，然后三极管VT1也断开,这样就不会有电压的输出。这时，指示灯HR红色LED发光管就会发亮。其次,当正确地接通电源和电池后，电池处于充电状态，电池中的残余电量可以使三极管VT2形成轻微导通状态，接着，三极管VT2的集电极电位下降，从而使三极管VT1也迅速导通，致使输出电压升高；由于电容C2的正反馈作用，电路状态迅速达到稳定。这时，三极管VT1、VT2都处于导通状态、而另一个三极管VT3则是断开的。于是,电池开始充电，指示灯HG绿色LED发光管发亮。在普通充电器的正常使用过程中，会遇到充电的电流高于其本身的额定值，但却因为不易被发现而认为的及时停止充电，从而导致了充电器以及电

4、池的损坏，造成损失。鉴于此，这里所设计的这种新型的智能充电器采用单稳触发器的单稳态触发的功能可以实现自动的、及时的断开电源，可以保护电路元件。在限流充电时，即在充电电流大于限定值的情况下，电流取样电阻R7两端的电压会升高，三极管VT3的b、e极间电压就呈现高电位，单稳触发器状态被触发。三极管VT3导通，而三极管VT1、VT2便断开,此时，充电器就停止充电；当充电器处于断电状态后，单稳触发器再次自动复位，从而再次进入充电状态。充电器就这样周而复始地对电池进行脉动充电2,同时充电指示灯HG也随之不断变亮变暗，由于充断电的间歇时间比较短暂，指示灯HG就呈现闪烁的现象。随着充电的进行，电池两端的电压逐

5、步上升，脉宽不断变窄，充电电流逐渐变小，充电指示灯HG的闪烁也逐渐变快变暗。等到电池接近充满的时候，二极管VD5导通,三极管VT3也导通，同时，三极管VT1、VT3断开。这样，充电通电路断开，充电过程就结束了（但是在实际充电过程中，当电池静置时，电池电压稍微下降，又会激发充电器对电池进行充电，即会出现间歇充电现象，但是看不到指示灯HG的闪烁现象,这种涓流充电3方法有利于延长电池的寿命）。2元器件选择上述大功率智能充电器采用的元器件大致如下:TR为电源为220V/6V、容量为3V?A的市售变压器。构成全桥整流的二极管VD1-VD4的规格都是IN4001型号的。但是作为开关的二极管VD5采用1N4

6、148型号的。指示灯HR和HG分别是红、绿发光二极管，用于指示电源状态和充电状态。控制充电是否进行的三极管VT1是采用3AD56C型号的。而组成单稳触发器的三极管VT2、VT3则分别采用的是9013和9014型号的其他的电路元件则依据实验原理图进行选择。3调试过程在调试装置安装无误后，按照以下步骤调试：首先,把电容C2、C3断开,并在输出端并联一个220F左右的电解电容，则现在的电路就相当于一个可调稳压电源。然后，在不接电池的情况下，仅仅把电源接通，此时,指示灯HR红色发光管变亮；接着，将三极管VT3的b、e两极进行短接，那么，此时的充电指示灯HG绿灯发光管就发亮，在绿灯亮后用万用电表测出输出端电压，并记录下数据；下一步就是调试电位器RP,逐步细心调试，以便让输出电压等于充电电池的电压，最后，接回电容C2、C3就可以了。4结语本文设计的这种新型智能大功率充电器，在调试后证明了它是一种便捷、安全、耐用的智能充电器，解决了电池在充电式时由于欠压或者过度充电造成的损害的问题，较为有效的保护了电池以及电路，同时节约了电力资源。另一方面，这种充电器的构造并不复杂，成本也并不高，所以这种新型智能大功率充电器是一种较为理想的充电器，值得推广使用的。参考文献1 方志鸣关于一个单稳态触发器的讨论J.安徽师大学报(自然科学版),1994,3,34(1064):1