用新型集成電路KW9712構(gòu)成自動(dòng)充電器

摘要：

以互補(bǔ)輸出壓控脈寬電路KW9712為核心，采用半橋開關(guān)電源方案設(shè)計(jì)充電器，此充電器

具有脈沖充電、充滿自停、未接或反接蓄電池時(shí)充電器不啟動(dòng)等功能，有過流保護(hù)。

關(guān)鍵詞：互補(bǔ)輸出壓控脈寬電路IC自動(dòng)充電

1KW9712介紹

1.1產(chǎn)品簡介:

　　KW9712是我們自行設(shè)計(jì)、委托專業(yè)工廠加工、采用DIP－8封裝的雙極型集成電路。外接一只電阻和一只電容即可決定其振蕩頻率，可設(shè)定在很低頻至500kHz。具有占空比互補(bǔ)的兩組圖騰柱輸出，其占空比變化由專用腳輸入電壓控制，還有一專用禁止輸入端，其輸入電壓低于（1/20）VDD時(shí)，電路振蕩，高于（1/20）VDD時(shí)，禁止輸出，各輸出腳均為低電位。以此為核心，可以制做智能溫控、光控器，調(diào)速、調(diào)功器，單端、半橋或全橋開關(guān)電源及特種開關(guān)電源，還可以做逆變器、充電器、逆變焊機(jī)、超聲波發(fā)生器等。基本應(yīng)用電路如圖1所示。

圖1

1.2引腳功能：

①腳：VDD，5～18V；②腳：振蕩電阻電容接入端；③腳：控制電壓輸入端，應(yīng)在（1/3）VDD至（2/3）VDD間變化；④腳、⑤腳：兩個(gè)圖騰柱輸出端，當(dāng)③腳電位自（1/3）VDD上升至（2/3）VDD時(shí)，④腳占空比從100％降至零，⑤腳占空比由零升至100％；反之，③腳電位從（2/3）VDD降至（1/3）VDD時(shí)，④腳占空比從零升至100％，⑤腳占空比從100％降至零；④、⑤腳對VDD和GND都有10mA的負(fù)載能力。⑥腳：GND；⑦腳：禁止端，低于（1/20）VDD時(shí)，本電路起振，高于（1/20）VDD時(shí)，④、⑤腳都為地電位；⑧腳：振蕩電阻接入端。電路起振時(shí)，⑧腳有占空比接近50％的方波，②腳有峰谷值為（1/3～2/3）VDD的近似三角波，兩腳負(fù)載能力較小。

2自動(dòng)充電器

2.1充電器邏輯圖，見圖2

圖2

2.2主開關(guān)電路

原理見圖3。這是一個(gè)由IC1振蕩、T1推動(dòng)的半橋式開關(guān)電路。IC1是一只KW9712。當(dāng)Ra、Rb等值時(shí)，IC1③腳電位等于（1/2）VDD，④、⑤腳占空比各為50％，這時(shí)⑦腳低電位，Uo2端全電壓輸出；當(dāng)⑦腳為高電位時(shí)Uo2=0。控制⑦腳高低電位脈寬，即控制了輸出電壓Uo2的脈寬。

2.3工作電源

　　原理見圖4，交流市電Uac經(jīng)V1～V4整流，C1、C2濾波供半橋開關(guān)電路工作。R1、V5、V6及C3組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓器，其輸出即圖3的VDD。

2.4控制電路

圖3

圖4

原理見圖5。IC2是另一只KW9712。穩(wěn)壓管V3上端接Uo2端和待充電池正端。當(dāng)充電電壓較低時(shí)，V3不導(dǎo)通，Rc、Rd決定④腳脈寬，這里取80％左右。IC2上R、C決定IC2振蕩頻率。⑦腳低電位時(shí)，IC2通過發(fā)光管V1控制IC1⑦腳即控制Uo2端按IC2振蕩頻率和接近80％脈寬充電、20％間歇對電池進(jìn)行脈沖充電。當(dāng)被充電池電壓升高到設(shè)定值時(shí)，V3導(dǎo)通，此時(shí)Rx、Rd分壓控制IC2③腳電位，即④腳脈寬。當(dāng)IC2③腳電位上升至（2/3）VDD時(shí)，④腳地電位，V1截止，IC1停振，Uo2端無輸出，此即充滿自停，起控電壓與停充電壓之間，進(jìn)行脈寬遞減的涓流充電。

圖5

2.5控制電路電源　

　原理見圖6。R2上端接圖3的Uo2端和待充電池正端，組成并聯(lián)穩(wěn)壓器供控制電路和保護(hù)電路工作電源。

2.6保護(hù)電路

原理見圖7。IC3采用一只雙比較器LM393。上比較器用于取下電池自動(dòng)關(guān)機(jī)，下比較器用于過流保護(hù)，Re上端接Uo2端和電池正端。

正常充電時(shí)，Re上端電壓較低，電路無過流，上、下比較器中輸出晶體管都為關(guān)斷狀態(tài)，V1導(dǎo)通，IC2起振，充滿自停亦是如此。

當(dāng)電池充滿取下時(shí)，Uo2端電位由于空載而升高，使上比較器翻轉(zhuǎn)，輸出晶體管導(dǎo)通，V1截止，進(jìn)而IC2、IC1停振。

當(dāng)過流時(shí)，下比較器翻轉(zhuǎn)，輸出晶體管導(dǎo)通，V1截止，進(jìn)而IC2、IC1停振。此時(shí)電池放電維持IC2、IC3工作。下比較器按Rg對Cg充電時(shí)間處于對充電器保護(hù)關(guān)機(jī)和瞬間巡檢狀態(tài)，如需報(bào)警，可與Rg串接一只長音蜂鳴器，用以過流報(bào)警。

圖6

圖7

2.7反接自鎖電路

原理見圖8，當(dāng)電池GB極性連接正確時(shí)，光耦V2導(dǎo)通，晶閘管V1導(dǎo)通。反接時(shí)，V3導(dǎo)通，V2及V1截止，對電池進(jìn)行保護(hù)。

2.8設(shè)計(jì)要點(diǎn)

處理好變壓器T1及T2繞組間的絕緣和耐壓；注意T1、T2繞制工藝，減少繞組間漏感；按設(shè)定被充電電池電壓選好穩(wěn)壓管（圖5中V3）和調(diào)好Rx。使V3起控準(zhǔn)確，充電和充滿自停準(zhǔn)確；選好圖7中Re，使稍高于充滿自停電壓時(shí)，上比較器才能翻轉(zhuǎn)。

2.9結(jié)論

用新型集成電路KW9712構(gòu)成自動(dòng)充電器

圖8

按以上電路設(shè)計(jì)的充電器，有以下特點(diǎn)：①采用半橋式開關(guān)電路為主電源供電，具有電路簡單、高效、成本低的優(yōu)點(diǎn)；②采用脈沖充電，充電效果好；③采用電壓脈寬遞減方法，實(shí)現(xiàn)充滿自停和涓流充電；④不接電池不啟動(dòng)，極性反接不啟動(dòng)，取下電池自關(guān)斷。