具有过充和深度放电保护功能的12V电池充电器电路

推出具有过充和深度放电保护功能的 12 V 电池充电器

大多数情况下，在广泛的项目中，我们已经看到铅酸蓄电池在供电线路故障期间经常被用作备用电能来源，以便系统高效运行。在市电供应故障的情况下，使用存储在电池中的能量（即电力），稍后当市电供应可用时，电池中的能量通过名为充电器的设备从市电恢复。电池在充电和放电过程中经历化学过程，一个在正向，另一个在反向。由于即使在电池恢复完全能量后，充电器电路仍会继续“开启”状态，因此可能会产生一些严重的问题，没有考虑过这种情况吗？不用担心，该电路经过精心设计，还包括电池过度充电影响的解决方案。

电池特性 |12 V 电池充电器，具有过充和深度放电保护功能

观察制造商指定的电池的安培小时容量，我们可以大致计算出电池完全充电后可以使用的持续时间。如果电池读数为 90 安培小时，它可以以 9
安培的速率提供电流约 10
小时。如果我们使用超出其容量的电池，则电池将完全损坏;板上将涂有无法去除的不溶性硫酸铅分子。这种状态称为电池的深度放电，之后电池就没有用了。这种状态可以从电池电压中预测。对于最常见的
12 伏电池，此级别为 10.8 伏。因此，电池电压不应低于 11 伏，以免造成损坏。

在这里，我们提出了一种可靠而有效的方法，以确保电池容量的正确利用，同时保护电池。电路“具有过充和深度放电保护的 12 V
电池充电器”的设计使其在充满电条件下切断 12 伏电池的充电，并在达到安全限值时切断电池放电。

具有过充和深度放电保护功能的 12 V 电池充电器的充电电路：-

金属盒中的变压器是形成充电部分的东西。变压器的初级侧连接到交流电源（图 1）。变压器的次级通常有一个中央端子，其侧面的两个端子是 12
伏交流电。

中心抽头端子直接连接到电池的负极。另外两个端子连接到两个二极管的阳极端。另一端，即二极管的阴极端，连接在一起，并通过电流表和安全保险丝引导到电池的正极端子。

要切断充电，当电池充满电时，即 13.2 伏，可以使用带有继电器的电路板。在电路中，该板有一个齐纳二极管，其基准电压为 5.1 V（图
2）。通过齐纳管的电流通过电源电压的 1.8k 电阻保持在约 5mA，电源电压约为 12-15 伏。

该基准电压被置于晶体管 T1 的发射极上，晶体管 T1 的基极通过由 4.7k 和 3.3k 电阻组成的电位分压器以及 2.2k
的预设来检测电池电压。如果基极电压不超过 0.6 伏，则发射极电压，晶体管 T1 不导通;晶体管 T2 也不导通，因为其发射极和基极的电压相同且等于 Vs。当
T1 的基极上升到 5.7 伏以上时，T1 开始导通，集电极电压降至 Vs 以下。PNP 晶体管 T2 的基极电压低于其发射极的基极电压——最终，T2
也导通，继电器通电。

还有另一个电位分压器，由两个 4.7k 电阻和 2.2k 预设组成。晶体管 T3 在其发射极处感应相同的齐纳电压 5.1
伏，在基极处感应电池电压。如果电池电压约为 11 伏，则晶体管完全导通，集电极电压保持在 5.2 伏左右。T3 的集电极通过二极管 D3 连接到 T1
的基极。如果电池电压降至 11 伏以下，则 T3 的导通降低，集电极电压上升。然后进行D3以提高T1的基极电压。晶体管 T1 和 T2
按顺序导通，继电器通电。

为避免过充电或深度放电截止期间继电器触点闪烁，在 T2 的集电极和 T1 的基极之间放置了 47k 的反馈电阻。继电器两端的 100uF
电容也减少了闪烁。如果需要进一步阻尼，应在 T1 的底部设置冷凝器。

过充电和深放电截止均由单个继电器提供。因此，它必须是双触点继电器。通常，充电器在 A 点的直流输出通过一个普通触点为电池充电（图
3）。电池也连接到另一个触点的极点，电池输出取自其正常触点。双 LED 用作过充电和深度放电截止指示灯。当继电器因过充电而通电时，A 处的电压会亮起 LED
的绿色部分，同时反向偏置红色部分。在放电过程中，如果继电器被激活，红色部分将发光，因为 A 处的电压不存在。

设置时，首先将预设 VR2 设置为最高电源。然后通过充电让电池电压上升到 13.2 伏。设置预设 VR1 以在略高于 13.2
伏的电压下切断充电。

令人满意的设置检查机制如下。首先，通过电流表对电池放电一段时间。例如，让电流为 5 安培，时间为 8 分钟。然后让电池充电。如果充电电流为 4
安培，则所需的最短充电时间由 4t = 5×8 给出。

这是一个问题。充电电流不稳定。所以你必须找到平均电流。通过多次重复上述过程，您必须修复当前，请记住，充电期间提供的功率应略大于电池在放电期间提供的功率。

当电池电压为 13.2 伏时，将电池夹从前一个单元的正极端子移至正极（6 伏电池中的 12 个单元）。然后到达电路板的电压为 13.2×5/6= 11
伏。使用此电压设置预设的 VR2 用于放电截止。

具有过充和深度放电保护功能的 12 V 电池充电器零件清单

电阻器（全部 1/4 瓦，± 5% 碳）

R1、R7、R8= 4.7KΩ

R2、R4= 3.3 KΩ

R3、R9= 1.5 KΩ

R5= 47Ω

R6= 47 KΩ

R10= 1 KΩ

虚拟现实1、虚拟现实2= 2.2 KΩ

电容器

C1= 1000 μF，25V （电解电容）

C2= 200 μF，16V （电解电容）

C3= 100 μF，16V （电解电容）

C4= 0.01 μF 至 100 μF，16V

半导体

T1、T3= BC147 （硅NPN晶体管）

T2= SK100（通用、中等功率PNP晶体管）

D1、D2= 1N5401 （恢复整流二极管）

D3= 1N4001 （Genera 提出整流二极管）

D4= 1N4148 （硅开关信号二极管）

ZD公司1= 5.1 V/250mW（齐纳二极管）

发光二极管1= 双色 LED

杂项

X1= 230V AC 初级至 12V-12V、3 AMP 次级变压器

RL系列1= 12V，100Ω继电器

电流表