[实用新型]程序控制脉宽调制可控硅蓄电池充电机

说明书

本实用新型涉及一种程序控制脉宽调制可控硅充电机，属于蓄电池充电设备技术领域。

传统的电池充电机，不论是硅整流或可控硅充电机，充电时间长，充电过程依靠人工控制，难于满足蓄电池充电技术要求，往往充电不足或过充电，影响蓄电池的容量和使用寿命。已有的快速充电机虽有充电时间短的优点，但用于常规充电又不能很好地发挥其优点，而且自动控制性能也不尽如人意。

本实用新型的目的是集充放电于一体，能根据蓄电池技术要求选择程序全自动控制充、放电全过程，特别是充电程序分阶段按要求进行，同时进行过零瞬时放电。

本实用新型是这样实现的、它包括主变压器、整流器、充放电状态检测电路、放电电路、过零放电电路、过充放电保护电路、声光报警电路，其特点是（1）程序选择及控制电路由十进制脉冲分配器（Ic4）二极管D40～49、电阻R63～66及开关K4～6、P1、三极管BG10、继电器J1组成，蓄电池充、放电状态检测电压与基准电压（取自Ic4输出端）比较后输出高电压至Ic4输入端，Ic4输出高电位控制脉宽调制可控硅触发电路。（随着Ic4输入脉冲的增加，输出的高电平依次从0′移到1′、2′…9′，程序由此产生），（2）脉冲宽调制可控硅触发电路由电压比较器（Ic3－a、Ic3－b）、光耦合放大器（BG1、BG2）组成，Ic3－a产生矩形脉冲经R7C11积分电路得到锯齿波，输入Ic3－b与Ic4输出电压比较，得到新的矩形脉冲，经BG1、BG2光耦合放大后触发可控硅，控制充电电流。

图1为程序控制可控硅充电机电路方框图

图2为程序控制可控硅充电机电原理图

下面结合附图进一步详细说明其工作原理

程序控制电路的十进制脉冲分配器Ic4（cD4017）如果将EN端接至除0′以外的任一输出端，则可构成任意进制的脉冲分配器，达到选择不同工作程序之目的。本设计通过K4、K5、K6选择不同程序，合上K4为一次充电，合上K5为二次充电一次放电，合上K6为三次充电二次放电。

脉宽调可控硅触发电路中电压比较器Ic3－a（LM333、LM324）的基准电压由R4、R5分压取得、比较电压由D1～D4整流得到的同步单向脉动电压。Ic3－b的基准电压由Ic4输出端0′、3′、6′、9′以及1′、2′、4′、5′得到。和0′、3′、6′、9′相接是为了解决清零。放电程序时适当选择R9使可控硅不触发。由于不同的充电程序时电阻R63～66的阻值不同，使得基准电压不同，产生的矩形脉冲脉宽不同，使充电电流不同，解决了分阶段充电自动控制的问题。在这部分电路中BG1、光耦合器起讯号隔离作用。

蓄电池电压取样电路由电阻R42～48，R55、二极管D25、26、稳压管D27、电容器C13，开关K1、K3等组成，通过选择K1、K2的不同位置，在设计范围内的蓄电池组提供给电压比较器Ic1－a、Ic1－b的比较电压是同样的。选择K1可选择6V电池一个或12伏电池数个合上开关K3还可选择串联电压为6、12、18、24V…的蓄电池组。

充、放电状态检测电路由电压比较器Ic1－a、Ic1－b电路组成。基准电压分别取自Ic4的输出端1′、4′、2′、5′、8′或3′、6′、0′即脉冲分配器前一个程序的输出端电压是后一个程序时电压比较器基准电压源（这样可以防止脉冲分配器的误动作造成程序混乱）。由蓄电池电压取样电路提供比较电压。Ic1－a为充电电压比较器，充电时，当蓄电池达到设计电压（根据蓄电池充电技术要求设计，单格电压达到2.4伏时结束第一阶段充电，达到2.6～2.7伏结束第二阶段充电）后输出高电位。Ic1－b为放电压比较器、当蓄电池电压达到设计电压（本设计按单格电压为1.75伏时结束放电）后，输出高电位。

过零放电电路由电压比较器Ic2－d、电阻R22、23、三极管BG6、BG7、开关K2、电阻R25～30组成，在电源过零的瞬间，用电压比较器Ic2－d产生矩形脉冲、经BG6、BG7放大瞬时放电，能有效地消除蓄电池的极化现象。放电程序时由R38、39分压取得的电压经D21使BG5导通、BG6、BG7截止、停止过零放电。