汽車電池充電器電路

汽車蓄電池是一種典型的鉛酸蓄電池，大約有 6 個電池單元，每個單元 2 伏，因此蓄電池的總電壓約為 12 伏。蓄電池的典型額定值從 20AH 到 100AH。 這里我們考慮的是額定值為 40AH 的汽車蓄電池，其所需的充電電流約為 4A。本文旨在介紹一個由交流電源供電的簡單汽車蓄電池充電器的工作原理、設(shè)計和運行，以及控制蓄電池充電的反饋控制部分。

汽車電池充電器電路工作原理：

這是一個帶指示的簡單汽車蓄電池充電器電路。蓄電池由 230 伏、50 赫茲交流市電供電。交流電壓經(jīng)過整流和濾波后得到一個非穩(wěn)壓直流電壓，通過繼電器為蓄電池充電。由電位分配器、二極管和晶體管組成的反饋電路對電池電壓進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。繼電器和反饋電路由穩(wěn)壓直流電壓（通過穩(wěn)壓器獲得）供電。當(dāng)電池電壓超過最大值時，反饋電路會關(guān)閉繼電器，停止對電池充電。

汽車電池充電器電路圖：

汽車電池充電器電路設(shè)計：

要設(shè)計整個電路，我們首先要設(shè)計三個不同的模塊--電源部分、反饋部分和負(fù)載部分。

電源設(shè)計步驟：

這里所需的負(fù)載是額定電流約為 40AH 的汽車電池。由于電池的充電電流應(yīng)為電池額定電流的 10%，因此所需的充電電流約為 4A。

現(xiàn)在所需的變壓器次級電流約為 1.8*4，即約 8A 電流。由于所需的負(fù)載電壓為 12V，我們可以選擇額定電壓為 12V/8A 的變壓器?，F(xiàn)在所需的交流電壓有效值約為 12V，峰值電壓約為 14.4V，即 15V。

由于我們使用的是橋式整流器，因此每個二極管的 PIV 值應(yīng)大于峰值交流電壓的四倍，即大于 90V。在此，我們選擇 PIV 值約為 100V 的二極管 1N4001。

由于我們設(shè)計的也是穩(wěn)壓電源，因此允許的最大紋波等于電容器峰值電壓減去穩(wěn)壓器所需的最小輸入電壓。 在這里，我們使用 LM7812 穩(wěn)壓器為繼電器和 555 定時器提供 5V 穩(wěn)壓電源。因此，紋波電壓約為 4V（峰值電壓約為 15V，穩(wěn)壓器輸入電壓約為 8V）。因此，濾波電容器的計算值約為 10mF。

反饋和負(fù)載部分設(shè)計：

在設(shè)計反饋和負(fù)載部分時，需要為分壓器部分選擇電阻。由于二極管只有在電池電壓達(dá)到 14.4V 時才會導(dǎo)通，因此電阻值應(yīng)確保在電池電壓接近最大值時，輸入二極管的正電壓至少為 3V。

考慮到這一點并經(jīng)過必要的計算，我們選擇了一個 100 歐姆的電位器和其他各 100 歐姆和 820 歐姆的電阻器。

汽車電池充電器電路操作：

一旦有了電源，電路就開始運行。230V RMS 交流電通過降壓變壓器降壓至 15V RMS。然后，橋式整流器對低壓交流電壓進(jìn)行整流，產(chǎn)生帶交流紋波的非穩(wěn)壓直流電壓。濾波電容器允許交流紋波通過，從而在其兩端產(chǎn)生未經(jīng)調(diào)節(jié)和濾波的直流電壓。這里有兩個操作： - 1. 1. 通過繼電器將未調(diào)節(jié)的直流電壓直接饋送至直流負(fù)載（本例中為電池）。2. 2. 將未經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電壓饋送至電壓調(diào)節(jié)器，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的 12V 直流電源。

這里的繼電器是 1C 繼電器，公共點連接到常閉位置，電流通過繼電器流向電池并為其充電。當(dāng)電流通過 LED 時，LED 開始導(dǎo)通，表明電池正在充電。 部分電流還流經(jīng)串聯(lián)電阻，從而利用電位分配器對電池電壓進(jìn)行分壓。最初，電位分壓器上的壓降不足以使二極管偏置。這個電壓等于電池電壓，因此決定了電池的充放電。最初，電位器被調(diào)節(jié)到中點。 隨著電池電壓的逐漸增加，電位器兩端的電壓達(dá)到足以使二極管產(chǎn)生正向偏置的程度。當(dāng)二極管開始導(dǎo)通時，晶體管 Q2 的基極發(fā)射結(jié)被驅(qū)動至飽和狀態(tài)，晶體管被接通。

當(dāng)晶體管集電極連接到繼電器線圈的一端時，繼電器線圈通電，公共觸點移動到常開位置。電源因此與電池隔離，電池充電停止。一段時間后，電池開始放電，電位分壓器上的電壓再次達(dá)到二極管反向偏置或關(guān)斷的位置，晶體管被迫切斷，定時器現(xiàn)在處于關(guān)斷位置，沒有輸出。繼電器的公共點移回原來的位置，即常閉位置。電池再次開始充電，整個過程重復(fù)進(jìn)行。

汽車電池充電器電路的應(yīng)用：

該電路便于攜帶，可在有交流電壓供應(yīng)的地方使用。

它可用于為玩具汽車電池充電。

該電路的局限性：

這是一個理論電路，可能需要進(jìn)行一些實際改動。

電池充放電可能需要較長的時間。