电路见附图所示,接通充电器电源后,假如充电器输出端不接蓄电池,这时继电器J1和J2不动作,因为J1不动作,所以该充电器输出端无电压输出。大家知道蓄电油就是完全放电后,其电极两端也有8—10v的残余电压(不能提供电流)。
当充电器输出的A点接蓄电池的负极、B点接蓄电池的正极时。光电耦合器U2截止,Q4截止,继电器J2不动作。光电耦合器U1导通,U1导通后该电路输出为A负B正的电压,正好满足蓄电池充电条件,可以正常给蓄电池充电。
当充电器输出的B点接蓄电池的负极,A点接蓄电池的正极时,光电耦合器U2导通,Q4也导通,继电器J2动作。这时光电耦合器Ul导通,Ul导通后,该电路输出为A正、B负的电压。正好满足蓄电池充电条件。可以正常给蓄电池充电。
改进后的补充内容原来设计的自动识别蓄电池极性的充电器电路的过电流保护电路是通过电流采样电阻串联在原充电器电路中。对于大电流充电器,其采样电阻会产生很大的损耗,那样会降低充电器的使用效率。这次笔者设计的过电流保护电路是利用电流互感器对整机电流进行检测,检测回路对充电器电源输出几乎无压降产生,这样就提高了充电器的使用效率。原文的充电极性转换部分内容见《电子报》2009年第13期。
该过流保护电路主要由电流互感器T、电位器VR1、电阻R5、可控硅Q2等元件组成,T初级线圈接在整流桥前级回路中,其次级线圈的感应电压经VRl分压后。得到一个随负载充电电流大小变化的电压信号,经R5加到可控硅控制极上,当充电过程中的电流过大时,T的次级线圈电压升高,并且通过VRl和R5迫使可控硅Q2导通。Q2导通后Q1截止,继电器J1断开,这时充电器无输出。从而保护蓄电池和充电器,保护后故障指示灯LED2点亮。工作指示灯LED1熄灭,这时需要断开充电器电源和蓄电池与充电器的连线,再次插好充电器电源,并接好蓄电池,整机重新恢复正常工作。
改进后的电路中。R4的作用是整机过流保护。其作用是关断充电器电源并断开蓄电池与充电器的连线后,加快电容C1的放电。这样就使其可控硅能顺利从导通状态进入截止状态,从而缩短整机从保护状态进入正常工作状态的时间。
元件选择
图中的二极管型号全部采用1N4007,Q1、Q3、Q4的型号全部采用C2482,如果无该型号,可选用S8050,Q2的型号采用MCRl00—6,互感器用电磁炉互感器改制,初级绕组根据所需电流选择合适线径(一般和充电器的低压绕组线径相同即可,可用多股漆包线并联),在其骨架内穿绕一圈(具体说应该是四分之三圈),次级绕组用直径0.09mm左右的漆包线绕300圈。过电流保护起控点根据所需保护电流的大小通过调节VR1来确定。VR1最好使用精密可调电位器。
J1可选JOX-13FDC12V,用其常开触点。J2采用JOX-13FDC12V,JQX-13F型继电器,因为生产商不同。其触点电流为10A-30A不等。最好选用触点电流为30A的,其他器件型号图中已标注。图中保险管F是为了防止继电器触点使用年久老化造成短路而设计的。具体数值要根据充电器的额定最大输出电流确定。一般是10~30A之间。
如果是改制充电器。图中整流桥是原充电器所附带的,一般不需改动原机变压器次级部分电路,如果是自制充电器,该整流桥2和4端子接充电器变压器次级线圈,或接经调压开关调整的变压器次级线圈。自制时该整流桥一般选择需大于充电器最大输出电流。