恒壓/恒流充電器原理分析

該充電器工作原理介紹如下，電路見(jiàn)附圖所示。

　　1 .主電路
采用220V電網(wǎng)直接供電，經(jīng) KZ1 － KZ4 全控橋式整流，再經(jīng)極性切換開(kāi)關(guān)輸出接負(fù)載 （ 蓄電池 ）
。當(dāng)蓄電池在充電工作方式時(shí)，切換開(kāi)關(guān) K1
倒向上端。全控橋與半控橋工作原理完全相同，只是應(yīng)用兩套觸發(fā)電路，每套輸出脈沖分別控制兩個(gè)對(duì)角位置的可控硅。當(dāng)蓄電池工作于放電狀態(tài)時(shí)， K1
倒向下端，即蓄電池電壓與整流輸出反極性相接，同時(shí)觸發(fā)電路的同步變壓器的電源也經(jīng)： K2 倒向右側(cè)。當(dāng)電源電壓為正半周時(shí)，輸入電源 1
端為正，這時(shí)觸發(fā) KZ2 、 KZ3
兩管使之導(dǎo)通，只要蓄電池電壓高于電源電壓。便有電流流回電源；當(dāng)電源電壓高于蓄電池電壓時(shí)可控硅就自行關(guān)斷。同理，當(dāng)電源 2 端為正時(shí)，觸發(fā) KZ1 、
K24 兩管使之導(dǎo)通。 C5 ～ C8 、 R9 － R12 為阻容吸收保護(hù)電路，作用是吸收外部電源瞬間高電壓，以保護(hù)可控硅。
　　2 .觸發(fā)電路
同步電源由降壓變壓器 Bl 供電， D1 、 D2 ， 2CW1 、 2CW2 組成的兩個(gè)半波整流工作的觸發(fā)電路，它們共用一個(gè)穩(wěn)壓電阻
R5 及一個(gè)中線。給定電壓 Ug 是從電位器 W3 、 R4 、 D3 、 D4 分壓取得，根據(jù)蓄電池工作方式的不同，反饋信號(hào) U
，可來(lái)自蓄電池電壓，經(jīng)電阻 R2 、電位器 W1 分壓后供給，也可由直流互感器 B2
取得正比于直流電流的一個(gè)電壓供給電流信號(hào)，前者為恒壓充電用；后者為恒流充電用，兩種反饋工作方式由開(kāi)關(guān) K3 切換。移相電路由 V1 、 R6 、
C2 、 C3 、 C4 、 D5 、 D6 組成。單晶管觸發(fā)電路由 V2 、、 V3 、 R7 、 R8 、 BMI 、 BM2 組成，單結(jié)晶體管
b1 發(fā)出脈沖，經(jīng)脈沖變壓器輸出兩路脈沖分別觸發(fā) KZl-KZ4 兩個(gè)對(duì)角位置的可控硅。
　　直流互感器 B2 就是兩個(gè)線圈反相串聯(lián)的飽和電抗器，由同步變壓器的另一組線圈供電，經(jīng) D7 ～ D10 橋式整流、電容 C1 濾波加在電位器
W2 上 （ 當(dāng)穿過(guò)鐵芯的直流電流較大時(shí)鐵芯因飽和而阻抗減小，回路電流增大，將它經(jīng)橋式整流后輸出加在電位器 W2 上 ） ， W2
上的電壓大小就可以反映直流電流的大小。從 W2 取得反饋信號(hào)與給定電壓比較后控制三極管的基極就可以實(shí)現(xiàn)恒流充電、放電。
　　●恒流充電穩(wěn)流過(guò)程是：某種原因使充電電流 I ↑→ B2 鐵芯導(dǎo)磁率μ↓→阻抗 Z ↓→ W2 上電壓 U ，↑→ Ug ↓→ Vlab ↓→
V1 的 IC ↓→ C2（ 充電速度放慢 ） ↓→ Bm（ 輸出尖脈沖后移 ） ↓→可控硅導(dǎo)通角減小↓→輸出電流 I ↓；反之上升，達(dá)到恒流充電。
　　●恒壓充電 給定電壓由三極管 Vl 的射一基極與反饋電壓進(jìn)行串聯(lián)比較 （Ug-U ， ） 后的信號(hào)來(lái)控制 Vl
對(duì)電容充電，充電的快慢也就是移相角的大?。槐热绠?dāng)某種原因使電網(wǎng)電壓 U ↓→ Uf ↓→ U 殳↑→ Vl 的 Ueb ↑→ Vl 的 Ic ↑→
C2（ 充電速度加快 ）f → Bm（ 輸出尖脈沖前移 ） ↑→可控硅 （ 導(dǎo)通角增大 ）t → U1 t（ 即輸出電壓上升 ）
.反之下降，達(dá)到恒壓充電。
　　●放電狀態(tài) 切換開(kāi)關(guān) K2 倒向右側(cè)，電阻 R3 、電容 C5
是起阻容移相作用，使同步電源相位角移后于主電源一個(gè)角度，因電容上的電壓落后于電源電壓，故可使觸發(fā)脈沖的發(fā)出時(shí)間移至對(duì)應(yīng)“ l ”端為正時(shí)觸發(fā) KZ2
、 KZ3 管；當(dāng)電源“ 2 ” 端為正時(shí)，觸發(fā) KZ1 、 KZ4 兩管使之導(dǎo)通進(jìn)行放電。
　　注：逆變狀態(tài)時(shí)的觸發(fā)電路移相范圍是 90 °，如果超過(guò)了 90 °可控硅導(dǎo)通后就不能關(guān)斷；同時(shí)，觸發(fā)脈沖也不能錯(cuò)位 （ 即不可在電源“ 1 ”
端為正時(shí)觸發(fā) KZ1 、 KZ4）
，否則將形成很大的短路電流。在這種逆變方式中依靠電源電壓大于蓄電池電壓時(shí)，使可控硅承受反向電壓而關(guān)斷，故蓄電池電壓不能大于電源電壓峰值，否則可控硅就關(guān)不斷并將形成很大的短路電流。另外。恒流放電原理與恒流充電原理相同，就不再敘述了。
　　通過(guò)以上電路原理分析可知。導(dǎo)致保險(xiǎn) RDl 熔斷的原因有：可控硅擊穿；同步變壓器匝間短路；移相電容 C5 漏電。前兩項(xiàng)經(jīng)筆者測(cè)量沒(méi)有問(wèn)題：把電容
C5 取下來(lái)用電容表測(cè)量幾乎沒(méi)有容量，換一只新的通電試機(jī)，一切恢復(fù)正常 （ 電容 C5 、 R3
的作用就是移相使同步電源相位角移后于主電源一個(gè)角度。因?yàn)?C5 沒(méi)有容量了，使觸發(fā)脈沖的發(fā)出時(shí)間錯(cuò)位而形成短路電流而導(dǎo)致熔斷保險(xiǎn) ） 。