CN2112220U

CN2112220U - 程序控制脉宽调制可控硅蓄电池充电机

Info

Publication number: CN2112220U
Application number: CN 91232430
Authority: CN
Inventors: 肖相如
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1992-08-05

Abstract

本实用新型由变压器全机开关电路、整流器、充电可控硅、脉宽调制可控硅触发电路、充放电状态检测电路、程序控制及保护电路、过零放电电路：稳流、过充电放电保护电路、声光报警电路、备用电源组成。是集充放电于一体，能根据蓄电池技术要求选择程序全自动控制充放电全过程，特别是充电程序分阶段按要求进行，同时进行过零瞬时放电，产品性能更优越。

Description

本实用新型涉及一种程序控制脉宽调制可控硅充电机，属于蓄电池充电设备技术领域。

传统的电池充电机，不论是硅整流或可控硅充电机，充电时间长，充电过程依靠人工控制，难于满足蓄电池充电技术要求，往往充电不足或过充电，影响蓄电池的容量和使用寿命。已有的快速充电机虽有充电时间短的优点，但用于常规充电又不能很好地发挥其优点，而且自动控制性能也不尽如人意。

本实用新型的目的是集充放电于一体，能根据蓄电池技术要求选择程序全自动控制充、放电全过程，特别是充电程序分阶段按要求进行，同时进行过零瞬时放电。

本实用新型是这样实现的、它包括主变压器、整流器、充放电状态检测电路、放电电路、过零放电电路、过充放电保护电路、声光报警电路，其特点是（1）程序选择及控制电路由十进制脉冲分配器（Ic4）二极管D40～49、电阻R63～66及开关K4～6、P1、三极管BG10、继电器J1组成，蓄电池充、放电状态检测电压与基准电压（取自Ic4输出端）比较后输出高电压至Ic4输入端，Ic4输出高电位控制脉宽调制可控硅触发电路。（随着Ic4输入脉冲的增加，输出的高电平依次从0′移到1′、2′…9′，程序由此产生），（2）脉冲宽调制可控硅触发电路由电压比较器（Ic3－a、Ic3－b）、光耦合放大器（BG1、BG2）组成，Ic3－a产生矩形脉冲经R7C11积分电路得到锯齿波，输入Ic3－b与Ic4输出电压比较，得到新的矩形脉冲，经BG1、BG2光耦合放大后触发可控硅，控制充电电流。

图1为程序控制可控硅充电机电路方框图

图2为程序控制可控硅充电机电原理图

下面结合附图进一步详细说明其工作原理

程序控制电路的十进制脉冲分配器Ic4（cD4017）如果将EN端接至除0′以外的任一输出端，则可构成任意进制的脉冲分配器，达到选择不同工作程序之目的。本设计通过K4、K5、K6选择不同程序，合上K4为一次充电，合上K5为二次充电一次放电，合上K6为三次充电二次放电。

脉宽调可控硅触发电路中电压比较器Ic3－a（LM333、LM324）的基准电压由R4、R5分压取得、比较电压由D1～D4整流得到的同步单向脉动电压。Ic3－b的基准电压由Ic4输出端0′、3′、6′、9′以及1′、2′、4′、5′得到。和0′、3′、6′、9′相接是为了解决清零。放电程序时适当选择R9使可控硅不触发。由于不同的充电程序时电阻R63～66的阻值不同，使得基准电压不同，产生的矩形脉冲脉宽不同，使充电电流不同，解决了分阶段充电自动控制的问题。在这部分电路中BG1、光耦合器起讯号隔离作用。

蓄电池电压取样电路由电阻R42～48，R55、二极管D25、26、稳压管D27、电容器C13，开关K1、K3等组成，通过选择K1、K2的不同位置，在设计范围内的蓄电池组提供给电压比较器Ic1－a、Ic1－b的比较电压是同样的。选择K1可选择6V电池一个或12伏电池数个合上开关K3还可选择串联电压为6、12、18、24V…的蓄电池组。

充、放电状态检测电路由电压比较器Ic1－a、Ic1－b电路组成。基准电压分别取自Ic4的输出端1′、4′、2′、5′、8′或3′、6′、0′即脉冲分配器前一个程序的输出端电压是后一个程序时电压比较器基准电压源（这样可以防止脉冲分配器的误动作造成程序混乱）。由蓄电池电压取样电路提供比较电压。Ic1－a为充电电压比较器，充电时，当蓄电池达到设计电压（根据蓄电池充电技术要求设计，单格电压达到2.4伏时结束第一阶段充电，达到2.6～2.7伏结束第二阶段充电）后输出高电位。Ic1－b为放电压比较器、当蓄电池电压达到设计电压（本设计按单格电压为1.75伏时结束放电）后，输出高电位。

过零放电电路由电压比较器Ic2－d、电阻R22、23、三极管BG6、BG7、开关K2、电阻R25～30组成，在电源过零的瞬间，用电压比较器Ic2－d产生矩形脉冲、经BG6、BG7放大瞬时放电，能有效地消除蓄电池的极化现象。放电程序时由R38、39分压取得的电压经D21使BG5导通、BG6、BG7截止、停止过零放电。

程序保护电路由电压比较器Ic2－b、电阻R36～41、BG8、稳压管D22、二极管D23组成充电断路保护电路，由Ic2－c电阻R20～21、R70～74、二极管D20组成放电断路保护电路。充电时一旦发生蓄电池连接线接触不良或脱落时，将因电压突变A点电位升高，电流互感器B3、电阻R31～35，二极管D17组成的电流取样电路取得的电压为零，Ic2－b输出高电位、BG8饱和导通，D22、D23导通使A点电位箝制在正常充电的电压范围内，Ic1－a不会误触发，原程序不变。D27起双重保护作用。放电断路时A点电压为零，Ic2－c输出高电位，电源电压经71、72分压由D20加至B点保持电压在设计范围内，原程序不变。

稳流电路由电流互感器B3、电阻R34、35、二极管D56、脉宽调制可控硅触发电路Ic3－b、BG1、BG2组成，充电电流增大时，R34、R35分压得到的电压上升，Ic3－b输出的脉冲宽度减少使充电电流减少。充电电流减少时则相反。过流保护电路由电阻R15～19、电压比较器Ic2－a、三极管BG3、二极管D16组成，当充电电流超过限定值时，Ic2－a输出高电位、BG3饱和导通、光耦合器BG1不导通，无输出、可控硅不触发、停止充电。

过充电保护电路由电压比较器Ic1－D、电阻R58、59、二极管D39、BG3组成，充电时蓄电池电压超过限定值时Ic1－D输出高电位经D39使BG3饱和导电，可控硅不触发。过放电保护电路由电压比较器c1－c、电阻R56～61三极管BG9、二极管D57组成，放电超过最低限定值时，Ic1－c输出高电位使BG9饱和导通，BG10截止继电器J1不工作，停止放电。

本机设有备用电源，由12伏小容量铅银蓄电池或其他电池、三端稳压7815电阻R1、二极管D15组成。平时由7815经R1向备用电池浮充电。市电停电时由备用电池D15供电。如要在停电时放电，可以通过开关K7使中间继电器线圈接备用电源进行工作。市电停电时，因B1、B2不工作，充电程序也不工作。

继电器线圈接备用电源进行工作。市电停电时，因B1、B2不工作，充电程序也不工作。

自动开机、关机电路（即恢复供电时自动接通主变压器电源及自动关机电路）由二极管D51～55、电阻R69、三极管BG11、继电器J2组成。市电断电恢复供电时，如工作在充电程序，因Ic4的输出端1′、2′、4′、5′其中必有一高电位，故BG11导通、J2常开触点闭合，接通交流接触器C的电源，主变压器B1工作，如工作在放电程序，BG11不工作，B1仍不工作。但B2开始工作，放电按原程序继续进行。

Claims

1、一种用于蓄电池充电的程序控制脉宽调制可控硅充电机包括变压器、整流器、充放电状态检测电路、放电电路、程序选择控制电路、可控硅及脉宽调制可控硅触发电路、过充放电保护电路、声光报警电路，其特征是：

a、程序选择及控制电路由十进制脉冲分配器(Ic4)及二极管D40～49、电阻R63～66、开关K4～6、三极管BG10，继电器J1，开关P1、P2组成，蓄电池充放电状态检测电压每达到蓄电池充电技术要求的基准电压后，电压比较器输出高电位至Ic4输入端cp，Ic4输出高电位控制脉宽调制可控硅触发电路，随着Ic4输入脉冲的增加，输出的高电平依次从0′移到1′、2′…9′程序由此产生；

b、脉宽调制可控硅触发电路由电压比较器Ic3-a、Ic3-b、光耦合放大器(BG1、BG2)组成；Ic3-a产生矩形脉冲经R7、C11积分电路得到锯齿波，输入Ic3-b与Ic4输出电压比较，得到新的矩形脉冲，经BG1、BG2光耦合放大后触发可控硅，控制充电电流。

2、根据权利要求1所述的充电机，其特征是蓄电池电压取样电路由电阻R42～48、R55、二极管D25、26、稳压管D27、电容C13、开关K1、K2组成。

3、根据权利要求1所述的充电机，其特征是充、放电状态检测电路由电压比较器Ic1－a、Ic1－b组成，基准电压分别取自Ic4的输出端1′、4′、

4、根据权利要求1所述的充电机，其特征是，过零放电电路由电压比较器Ic2－d，电阻R22、23、三极管BG6、BG7开关K2、R25～30组成，在电源过零瞬间电压比较器输出矩形脉冲经BG6、7瞬时放电。

5、根据权利要求1所述的充电机，其特征是程序保护电路由电压比较器Ic2－b、电阻R36～41BG8、稳压管D22、二极管D23组成充电断路保护电路由Ic2－c电阻R20、21、R70～74、二极管D20组成放电断路保护电路。

6、根据权利要求1所述的充电机，其特征是稳流电路由电流互感器B3、电阻R34、35、二极管D56、脉宽调制可控硅触发电路Ic3－b、BG1、BG2组成，过流保护电路由电阻R15～19、电压比较器Ic2－a、三极管BG3、二极管D16组成。

7、根据权利要求1所述的充电机，其特征是过充电保护电路由电压比较器Ic1－D、电阻R58、59、二极管D39、BG3组成；过放电保护电路由电压比较器Ic1－c、电阻R56～61、三极管D57、三极管BG10、继电器J1组成。

8、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、所述的充电机，其特征是自动开、关机电路由二极管D51～55、电阻R69、三极管BG11、继电器J2组成。