恒压/恒流充电器原理分析

2014-01-03 14:17:59来源: 互联网

该充电器工作原理介绍如下,电路见附图所示。


 


        1 .主电路
            采用220V电网直接供电,经 KZ1 - KZ4 全控桥式整流,再经极性切换开关输出接负载 ( 蓄电池 ) 
      。当蓄电池在充电工作方式时,切换开关 K1 
      倒向上端。全控桥与半控桥工作原理完全相同,只是应用两套触发电路,每套输出脉冲分别控制两个对角位置的可控硅。当蓄电池工作于放电状态时, K1 
      倒向下端,即蓄电池电压与整流输出反极性相接,同时触发电路的同步变压器的电源也经: K2 倒向右侧。当电源电压为正半周时,输入电源 1 
      端为正,这时触发 KZ2 、 KZ3 
      两管使之导通,只要蓄电池电压高于电源电压。便有电流流回电源;当电源电压高于蓄电池电压时可控硅就自行关断。同理,当电源 2 端为正时,触发 KZ1 、 
      K24 两管使之导通。 C5 ~ C8 、 R9 - R12 为阻容吸收保护电路,作用是吸收外部电源瞬间高电压,以保护可控硅。
        2 .触发电路
            同步电源由降压变压器 Bl 供电, D1 、 D2 , 2CW1 、 2CW2 组成的两个半波整流工作的触发电路,它们共用一个稳压电阻 
      R5 及一个中线。给定电压 Ug 是从电位器 W3 、 R4 、 D3 、 D4 分压取得,根据蓄电池工作方式的不同,反馈信号 U 
      ,可来自蓄电池电压,经电阻 R2 、电位器 W1 分压后供给,也可由直流互感器 B2 
      取得正比于直流电流的一个电压供给电流信号,前者为恒压充电用;后者为恒流充电用,两种反馈工作方式由开关 K3 切换。移相电路由 V1 、 R6 、 
      C2 、 C3 、 C4 、 D5 、 D6 组成。单晶管触发电路由 V2 、、 V3 、 R7 、 R8 、 BMI 、 BM2 组成,单结晶体管 
      b1 发出脉冲,经脉冲变压器输出两路脉冲分别触发 KZl-KZ4 两个对角位置的可控硅。
        直流互感器 B2 就是两个线圈反相串联的饱和电抗器,由同步变压器的另一组线圈供电,经 D7 ~ D10 桥式整流、电容 C1 滤波加在电位器 
      W2 上 ( 当穿过铁芯的直流电流较大时铁芯因饱和而阻抗减小,回路电流增大,将它经桥式整流后输出加在电位器 W2 上 ) , W2 
      上的电压大小就可以反映直流电流的大小。从 W2 取得反馈信号与给定电压比较后控制三极管的基极就可以实现恒流充电、放电。
        ●恒流充电稳流过程是:某种原因使充电电流 I ↑→ B2 铁芯导磁率μ↓→阻抗 Z ↓→ W2 上电压 U ,↑→ Ug ↓→ Vlab ↓→ 
      V1 的 IC ↓→ C2( 充电速度放慢 ) ↓→ Bm( 输出尖脉冲后移 ) ↓→可控硅导通角减小↓→输出电流 I ↓;反之上升,达到恒流充电。
        ●恒压充电 给定电压由三极管 Vl 的射一基极与反馈电压进行串联比较 (Ug-U , ) 后的信号来控制 Vl 
      对电容充电,充电的快慢也就是移相角的大小;比如当某种原因使电网电压 U ↓→ Uf ↓→ U 殳↑→ Vl 的 Ueb ↑→ Vl 的 Ic ↑→ 
      C2( 充电速度加快 )f → Bm( 输出尖脉冲前移 ) ↑→可控硅 ( 导通角增大 )t → U1 t( 即输出电压上升 ) 
      .反之下降,达到恒压充电。
        ●放电状态 切换开关 K2 倒向右侧,电阻 R3 、电容 C5 
      是起阻容移相作用,使同步电源相位角移后于主电源一个角度,因电容上的电压落后于电源电压,故可使触发脉冲的发出时间移至对应“ l ”端为正时触发 KZ2 
      、 KZ3 管;当电源“ 2 ” 端为正时,触发 KZ1 、 KZ4 两管使之导通进行放电。
        注:逆变状态时的触发电路移相范围是 90 °,如果超过了 90 °可控硅导通后就不能关断;同时,触发脉冲也不能错位 ( 即不可在电源“ 1 ” 
      端为正时触发 KZ1 、 KZ4) 
      ,否则将形成很大的短路电流。在这种逆变方式中依靠电源电压大于蓄电池电压时,使可控硅承受反向电压而关断,故蓄电池电压不能大于电源电压峰值,否则可控硅就关不断并将形成很大的短路电流。另外。恒流放电原理与恒流充电原理相同,就不再叙述了。
        通过以上电路原理分析可知。导致保险 RDl 熔断的原因有:可控硅击穿;同步变压器匝间短路;移相电容 C5 漏电。前两项经笔者测量没有问题:把电容 
      C5 取下来用电容表测量几乎没有容量,换一只新的通电试机,一切恢复正常 ( 电容 C5 、 R3 
      的作用就是移相使同步电源相位角移后于主电源一个角度。因为 C5 没有容量了,使触发脉冲的发出时间错位而形成短路电流而导致熔断保险 ) 。

关键字:恒压  恒流充电器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2014/0103/article_22729.html
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