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中國(guó)電動(dòng)車信息網(wǎng) 電動(dòng)車商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車維修 2005-10-15
(四)穩(wěn)壓 由于市電經(jīng)常有波動(dòng),電壓不穩(wěn);電路的負(fù)載也有變化,造成充電電路電壓不穩(wěn)。這對(duì)負(fù)載是有害的,尤其是最后階段超過(guò)電池的充終值,電池一定因受損而影響其壽命。在圖4-39中,加入一個(gè)穩(wěn)壓管,相當(dāng)于把超過(guò)部分——“波頂”削掉,電路的電壓則保持在設(shè)定點(diǎn)上,保護(hù)了電池和向負(fù)載提供穩(wěn)定的電源,但這個(gè)電壓是固定的,不能隨情況的變化和需要而調(diào)整電壓。 (五)自動(dòng)調(diào)壓電路 穩(wěn)壓管雖然可以保持電路電壓不超過(guò)規(guī)定值,但它并不能滿足今天的要求。市電由于用電不均衡,電網(wǎng)電壓上下波動(dòng)較大,就暴露了穩(wěn)壓管的不足。當(dāng)電路電壓超過(guò)要求時(shí),它能將超過(guò)部分削掉,然而電路電壓低于要求值時(shí),卻不能補(bǔ)足,結(jié)果電路工作仍然會(huì)出現(xiàn)不正常;另一方面,電路在設(shè)計(jì)時(shí),一般比要求電壓高出30%~50%,這樣市電電壓降低時(shí)雖然可以保證,但在市電經(jīng)常保持在平穩(wěn)值期間,超出的部分勢(shì)必經(jīng)常流過(guò)穩(wěn)壓管,穩(wěn)壓管經(jīng)常有電流通過(guò)不僅是不經(jīng)濟(jì)的,穩(wěn)壓管本身也不允許。實(shí)際上,電路穩(wěn)壓并不使用穩(wěn)壓管,而是采用由分離元器件組成的穩(wěn)壓電路,或選用現(xiàn)成的穩(wěn)壓集成塊,隨時(shí)調(diào)整因外界電壓不穩(wěn)造成的電路工作不穩(wěn)定。不管電壓升高還是降低,電路始終工作在理想狀態(tài)。而穩(wěn)壓管只用在充電電路的某個(gè)單元部分內(nèi),滿足單元穩(wěn)定工作的需要。 集成電路的穩(wěn)壓工作實(shí)際是調(diào)壓,高了可以調(diào)低、低了又可以調(diào)高,使電壓總穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。圖4-40中采用的是可調(diào)式三端穩(wěn)壓集成電路W317(LM317),1腳為輸入端Vin、3腳為輸出端Vout、2腳為控制端ADJ。穩(wěn)壓電路W317右邊有一個(gè)并聯(lián)電路,其中電阻R可以為發(fā)光管VD2提供分流電壓。圖4-40a,電路是固定不可調(diào),當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí),穩(wěn)壓電路停止輸出。4-40b是可調(diào)典型局部電路,按照這個(gè)電路的原理,可以運(yùn)用到開(kāi)關(guān)電路和充電器等電路中,以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。圖4-40b中,R為取樣電阻,1.25V為虛擬電源,實(shí)際是W317的基準(zhǔn)電壓,W317的ADJ和Vout間電壓大于或小于此值,內(nèi)部電路都要做相應(yīng)的調(diào)整,使之穩(wěn)定在1.25V。這是輸出電流Io穩(wěn)定的關(guān)鍵。輸出電流值Io=(1.25-Uab)/R,式中Uab是a、b兩點(diǎn)間的壓差。 調(diào)整方法和原理:當(dāng)RP滑點(diǎn)移向a點(diǎn)時(shí),Uab降低,輸出電流Io增大;當(dāng)向下移動(dòng)時(shí),Uab增大,相應(yīng)地Io變小。若因某種原因造成電流不穩(wěn),Io增大或減小,則取樣電阻R上的電壓也隨之增大或減小。這時(shí),Vout和ADJ間的變化促使電路內(nèi)部做相應(yīng)調(diào)整,使輸出電流穩(wěn)定。 (六)如何顯示充電狀態(tài) 充電電路工作在什么狀態(tài),電路是否有電,是否在進(jìn)行充電,充滿了沒(méi)有,憑眼睛在電路上是看不出來(lái)的。為此,只有在電路中設(shè)置顯示功能,發(fā)光管就是最好的元件。在圖4-41中最左側(cè)的發(fā)光管亮,表示插上電源后市電有通過(guò)變壓器。但變壓器次級(jí)有沒(méi)有電?如果接入電池后,圖中最上側(cè)的發(fā)光管亮,表示電路有電流通過(guò),充電正在進(jìn)行。電池充滿后,由于電壓升高,導(dǎo)致圖中最右側(cè)發(fā)光管亮,說(shuō)明充電達(dá)到終止點(diǎn),應(yīng)當(dāng)停止充電。 (七)自動(dòng)調(diào)整電流的電路 1、電路組成及原理 電路由整流、充電通路3CT和C1、R1、BT33A等組成的張弛震蕩器、穩(wěn)壓管導(dǎo)通自動(dòng)關(guān)斷電路和電池接口等組成(圖4-42)。當(dāng)電池接入電路后,電路才能接通并開(kāi)始工作,其順序是:電池電壓通過(guò)D1、R1到單結(jié)晶體管BT33A控制極,單結(jié)晶體管導(dǎo)通;電流通過(guò)震蕩變壓器觸發(fā)可控管3CT,使之導(dǎo)通;電路形成充電通路,對(duì)電池充電。 2、可調(diào)整電流功能 調(diào)整圖中可變電阻R1,通過(guò)改變晶閘管3CT沒(méi)有導(dǎo)通,電路不能通過(guò)電流。 3、自動(dòng)保護(hù) 當(dāng)電阻沒(méi)有電池接入,即使接通電源,由于可控管3CT沒(méi)有導(dǎo)通,電路不能通過(guò)電流。 4、自動(dòng)斷電 當(dāng)被充電電池已經(jīng)充滿,達(dá)到充電終止電壓時(shí),電流即通過(guò)二極管D1、R1,擊穿穩(wěn)壓管2DW,電流被旁路,小環(huán)路失電,單結(jié)晶體管BT33A因控制極失去電壓而停振。通過(guò)BT33A控制的晶閘管3CT失去出發(fā)電壓而電流倒流。 四、充電器電路實(shí)例 下面介紹的是利用三極管、集成電路為開(kāi)關(guān)器件組成的開(kāi)關(guān)充電電路。 (一)恒流部分 整個(gè)充電通路是:電流從整流校正極出發(fā)首先經(jīng)R3,然后經(jīng)3DG4、VD、被充電池、R1,最后回到整流橋負(fù)極形成回路。 由于電流的流通,在電阻R1兩端形成壓差,三極管3DG2的基極電位高于發(fā)射極到一定值時(shí),3DG2導(dǎo)通;若電池初充電時(shí)電壓較低,充電電流就大,R1兩端壓差也大,基極電位提高,3DG2進(jìn)一步導(dǎo)通,拉低了三極管3DG3基極電位,繼而又導(dǎo)致了三極管3DG4導(dǎo)通降低,通過(guò)3DG4的電流被控而減少,達(dá)到恒流的目的。 2、保護(hù)部分 三極管3DG1原處于截止?fàn)顟B(tài),經(jīng)充電后電池電壓升高,3DG1基極電壓跟隨升高,直至3DG1導(dǎo)通,造成3DG3基極電壓被拉低,相繼使3DG4被截止,電路被關(guān)斷而停止充電。電路停止充電電壓值由調(diào)節(jié)RP2設(shè)定。設(shè)定時(shí)應(yīng)帶負(fù)荷(即電池充電狀態(tài)),當(dāng)達(dá)到該電池充電終止電壓時(shí),調(diào)節(jié)RP2使電路關(guān)閉,設(shè)定即完成,使關(guān)閉電壓固定在該品種電池的充電終止電壓上,防止過(guò)充。 (二)可調(diào)電流、自動(dòng)關(guān)斷、自動(dòng)保護(hù)充電器電路 圖4-44和圖4-42相似,也只有將電池接入電路之后,才能使晶閘管導(dǎo)通進(jìn)行充電。電池接入后,電流經(jīng)R2使單結(jié)晶體管BT35D的e極得到電壓,BT35開(kāi)始振蕩,射極b2電流流入變壓器,次極得到耦合電壓,觸發(fā)晶閘管3CT導(dǎo)通,進(jìn)入充電狀態(tài)。 1、自動(dòng)停止充電 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間充電,電池電壓逐漸升高。當(dāng)電壓達(dá)到充電終止電壓值時(shí),穩(wěn)壓管WD被擊穿,單結(jié)晶體管BT35因e極失壓而停振,變壓器無(wú)震蕩信號(hào),次極無(wú)輸出,晶閘管3CT截止,電路被關(guān)閉而停止充電。 2、充電電流的調(diào)節(jié) 圖中有兩個(gè)電位器RP1、RP2。 (1)調(diào)節(jié)RP1可改變3DD基極控制電壓,改變?nèi)龢O管的放大倍數(shù),調(diào)整充電電壓和電流,以適應(yīng)不同類型電池的要求。由于整個(gè)電路及充電電流都通過(guò)3DD,它流過(guò)的電流較大,開(kāi)始時(shí)可達(dá)3~5A,容易發(fā)熱,為了防止過(guò)熱燒毀,應(yīng)為該管設(shè)大面積散熱片。 (2)調(diào)節(jié)RP2可改變晶閘管3CT的導(dǎo)通角,控制充電電流的大小。 3、自動(dòng)保護(hù) 電源無(wú)電時(shí),3DD基極無(wú)電壓,自動(dòng)截止或不能導(dǎo)通,即使3CT仍然處于導(dǎo)通狀態(tài),電路也是關(guān)閉的,電池的電流不能倒流,只能在張弛振蕩器范圍內(nèi)小量消耗。 4、電路優(yōu)點(diǎn) 當(dāng)已經(jīng)被充滿的電池接入電路,電路不會(huì)起動(dòng)也不充電,這是因?yàn)榉(wěn)壓管處于擊穿狀態(tài),單結(jié)晶體管不能導(dǎo)通,晶閘管3CT得不到觸發(fā)電壓的緣故。 (三)適合于鉛酸電池、鎳系列電池使用的充電電路 根據(jù)車用電池電壓和電路結(jié)構(gòu),調(diào)整電路元器件型號(hào)即可改變成適合的電路。 1、電路工作原理 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路:整流后的電源,經(jīng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓在預(yù)定點(diǎn)上,也就是電池的充電終止電壓。電路由三極管、二極管、電阻、電容和電位器W1組成自激振蕩式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路,電路工作頻率為12kHz,頻率大小由1000P電容決定,容量減小,頻率就會(huì)提高,但以不超過(guò)16 kHz為宜,頻率高則損耗大。電路也可用穩(wěn)壓管代替,三端式穩(wěn)壓器件效果更好。穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓上限W1調(diào)定,調(diào)定是在充電電路帶負(fù)荷狀態(tài),50V電壓表跨接在電路上。 電壓檢測(cè):電路采用施密特電路檢測(cè)電壓,對(duì)電路的要求是:在電池放電終止電壓點(diǎn)上,繼電器KM閉合接通電源:在電池充電終止電壓點(diǎn)之下,繼電器KM釋放,切斷電路。交流電源電路的開(kāi)關(guān)由KM控制。它的調(diào)定與上述方法相同,但要調(diào)整的是W2。 2、電路工作狀態(tài) (1)充電起始電流較大,達(dá)4.6A,對(duì)饑餓電池快速充電,短時(shí)間內(nèi)即可充入容量的30%~50%。 (2)很快即轉(zhuǎn)入3.5A電流,約相當(dāng)于0.4C速率,并自動(dòng)維持相當(dāng)一段時(shí)間。 (3)隨著充電電池電壓不斷上升,電流強(qiáng)度也不斷減低。 (4)當(dāng)電池電壓達(dá)到充電終止電壓前,電流在750mA上逐漸再降低。 (5)達(dá)到充電終止電壓時(shí),繼電器KM釋放,切斷交流電輸入電路,停止充電。 (四)脈沖反脈沖充電電路 用散件組成的電路繁瑣復(fù)雜,調(diào)制費(fèi)時(shí)、漂移較大不穩(wěn)定,故障率高不易查找。采用集成電路不僅電路簡(jiǎn)單,周邊散件少,調(diào)試簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,還具有各種保護(hù)功能、自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制功能。 圖4-46是用兩個(gè)時(shí)基電路555及周邊器件組成的脈沖反脈沖充電電路。電路中的555-1是充電脈沖發(fā)生IC、555-2是放電反脈沖發(fā)生IC。充電脈沖占空比決定于555-1的2、6腳R2和C3,輸出腳為3,輸出脈沖通過(guò)R5、C7給3DD1基極偏壓,當(dāng)555-1的3腳輸出高壓電平時(shí),觸發(fā)3DD1導(dǎo)通,充電電池由全波整流電路出發(fā),經(jīng)過(guò)R7、3DD1給電池充電,電流又經(jīng)R9返回整流器;輸出低電平時(shí),3DD1被截止。555-1的3腳輸出信號(hào)經(jīng)C5耦合從555-2的2腳輸入,觸發(fā)555-2的3腳發(fā)出短暫的間歇階段。3DD2基極電位被觸發(fā)而導(dǎo)通,造成電池通過(guò)3DD2D、R8、R9形成的小回路放電。反脈沖占空比由555-2的6腳電容C6、電阻R4決定。反脈沖過(guò)后有一個(gè)小間隙,之后又開(kāi)始充電脈沖,如此反復(fù),脈沖反脈沖直至充電結(jié)束。 時(shí)基電路555是充電器經(jīng)常使用的,另外還有TL494也是常用的集成電路 |
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