简易设计涓流铅酸蓄电池自动充电器

2018-06-04李森德湘轶沈阳工学院信息与控制学院

数码世界 2018年5期

关键词：稳压计数器控制电路

李森德湘轶* 沈阳工学院信息与控制学院

1 前言

铅酸蓄电池具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等优点，因此广泛应用于各生产领域。本文介绍了一种通用涓流自动充电器的设计。充电器可以对电压进行控制，实时采集电池的电压，控制充电过程；另外，它也可以改变参数，适应各种不同电池的充电。

2 涓流充电器

2.1 充电器原理与结构

利用MC14017计数器控制充放电时间与LM358相结合的方式，设计出涓流自动充电器。此涓流自动充电器主要由市网电压、降压电路、整流滤波电路、稳压电路、充电控制电路、电瓶选择和电瓶充电电路六部分组成，其中市网电压、整流滤波电路、稳压电路构成电源电路。

2.2 涓流充电器方案

此设计蓄电池充电采用快速充电、短时间放电和涓流充电三阶段。涓流充电阶段为电压调节后，当检测到充电电压达到停止充电电压时，开始用更小的电流进行涓流充电，使充电电池达到充满状态。

3 局部电路设计

3.1 控制电路

该系统的控制电路主要由十进制计数器MC14017通过振荡器产生的脉冲来控制充电器的充电和放电，其中振荡器由集成电路4069的两组非门IC2A、IC2B及外围元件组成，用4069的一组非门充当振荡器的缓冲级，为计数器MC14017提供时钟脉冲，根据提供的时钟脉冲对充电过程进行自动控制。MC14017的状态通过电池电压同基准电压比较进行控制。控制电路主要由振荡电路、计数器MC14017、反相器4069和比较电路组成。

3.2 比较电路

该比较电路主要通过LM358来实现，电路要能对6V和12V的电池进行充电比较，把两个稳压二极管并联，通过选择开关来得到两个基准电压。根据需要把基准电压同电池电压进行比较，用LM358输出的高低电平对十进制计数器MC14017的工作状态进行控制。电路原理图如图2所示。

图2 控制电路原理图

3.3 涓流充电部分

涓流充电部分主要通过晶体三极管V4来进行控制，当比较器IC4aA输出低电平（即充电结束）时，晶体三极管V4导通，对电池进行涓流充电，指示灯LED2（红灯）电亮。电路如图3所示。

图3 涓流充电原理图

3.4 电源电路

电源电路的组成可以用下图表示，它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成。其框图如图4所示。

电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流滤波电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波动、负载和温度的变化而变化。因而，在整流、滤波电路后，还需要接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。