下面介绍的小型晶闸管充电机适用于汽车、拖拉机、柴油机等各种蓄电池的充电。该线路采用脉冲充电，所以充电速度较整流二极管充电机提高2～3倍。图4-5小型晶闸管充电机线路（一）该线路也是采用由单结晶体管VT、电容C2、电阻R3～R5、电位器RP等组成的弛张振荡器作为晶闸管V的触发电路。图4-7小型双向晶闸管充电机线路工作原理：双向晶闸管V正反向均可触发导通，由双向触发二极管VD控制触发。......
2023-06-20
蓄电池快速充电机及其原理分析
【摘要】：它可用作12V汽车蓄电池充电。由二极管VD2、VD4组成的全波整流后的电压经晶闸管V1给蓄电池充电。555时基电路组成矩形脉冲发生器，其占空比可调节范围高达90%，且充放电回路是分开的。图4-16蓄电池快速充电机线路之一线路图；充放电电流波形调节电位器RP1，能改变放电时间间隔。图4-17蓄电池快速充电机线路之二自动充放电电路由琴键开关SA1～SA6、分压电阻R4～R9、稳压管VS2、VS3、晶闸管V2和继电器KA、电容C2等组成。
若用大的电流恒电流对铅酸蓄电池充电，则电解液很快产生气泡，温升骤增，时间长了会使电解液沸腾、极板变形，造成蓄电池很快损坏。因此普遍采用慢速常规充电法，即用十分之一的额定容量来充电，充电时间很长。
表4-6 （a）电器元件参数表之一
表4-6 （b）电器元件参数表之二
注变压器次级另绕有6.3V指示灯线圈。
研究表明：在蓄电池放电过程中，电池内的电化学反应吸收热量，极化现象消失，出气率和温升大大降低。
快速高效充电就根据上述原理，用高于一般常规充电的十至几十倍电流充电。当蓄电池的电压上升到规定数值时（气化点时），电池内的极化现象已较严重，立刻停止充电，然后让电池瞬时大电流放电，蓄电池的电压迅速下降，极化现象迅速消失，然后再用大电流继续充电，如此反复循环。放电电流的幅值比充电电流大2～3倍，但时间很短，所以消耗的能量与充入电池的能量相比，一般只有千分之几。因此用这样的方法充电时，温升不会很高，充电速度快，效率可达90%，能提高蓄电池的使用寿命。
采用快速充电，充电时间能由原来的20h左右缩短到1～2h，并能节约电能20%～25%。
1.线路之一
快速高效充电机线路如图4-16所示。它可用作12V汽车蓄电池充电。
工作原理：当555时基集成电路A的3脚输出低电平时，三极管VT截止，继电器KA释放。由二极管VD2、VD4组成的全波整流后的电压经晶闸管V1给蓄电池充电。同时，经二极管VD1、VD3整流后的电压给电容C2、C3充电，下端为正。这时充电指示灯H1亮。当A的3脚输出为高电平时，三极管VT导通，继电器KA得电吸合，其触点切换，蓄电池通过电容C2、C3放电。此时放电指示灯H2亮。当蓄电池充足后，其电压通过R4、RP2分压，使稳压管VS击穿，晶闸管V2被触发导通，旁路了晶闸管V1的触发电流，V1关断，停止充电。
555时基电路组成矩形脉冲发生器，其占空比可调节范围高达90%，且充放电回路是分开的。在如图所示参数下，充电时间约0.5s，放电时间为1.75～210s。这个放电时间对应于蓄电池充电时间，充电时间对应于蓄电池放电时间。由此可见，蓄电池放电时间比它的充电时间少得多［见图4-16（b）］。
图4-16 蓄电池快速充电机线路之一
（a）线路图；（b）充放电电流波形
调节电位器RP1，能改变放电时间间隔。调试时，注意充放电时间间隔要调到与蓄电池中的电化学反应速度相适应。当蓄电池的电压低时，电化学反应快，因此时间间隔要短一些；而蓄电池接近充足时，间隔应长一些。
2.线路之二
线路如图4-17所示。它主要由充电主电路、触发电路、恒流电路及自动充放电电路等组成。
工作原理：充电主电路采用晶闸管V1的单相半控整流电路。触发电路由单结晶体管VT2等组成的弛张振荡器。调节电位器RP1，便能改变晶闸管V1的导通角，即改变了充电电流。
恒流电路由三极管VT1（即作弛张振荡器的可变电阻用）和电阻R3等组成。当充电电流过大时，R3上的电压降增大，VT1基极电位升高，因VT1发射极电压固定，故集电极电流下降，相当于单结晶体管VT2发射极所串联的电阻增大，弛张振荡器发出的脉冲频率降低，晶闸管V1导通角减小，从而使充电电流减少到恒定值；反之，当蓄电池电压增高时，充电电流下降，脉冲频率增高，V1导通角增加，仍使充电电流保持不变，这就保证了恒流充电。
图4-17 蓄电池快速充电机线路之二
自动充放电电路由琴键开关SA1～SA6、分压电阻R4～R9、稳压管VS2、VS3、晶闸管V2和继电器KA、电容C2等组成。SA1～SA6分别对应检测待充蓄电池12V、24V、48V、54V、68V和86V。充电时合上电源开关QS，接触器KM1吸合，恒流源输出直流电压向蓄电池充电，电容C2也充电；当蓄电池电压升到其气化点电压时，稳压管VS2击穿导通，电位器RP3上的电压降分压后加在晶闸管V2的控制极，V2导通，继电器KA得电吸合，其触点切换，KM1失电释放，而KM2得电吸合，其常开触点闭合，蓄电池向电阻R3放电。此时电容C2向继电器KA放电，维持其吸合时间。恒流源充电电流为25A，放电电流为120A以上，放电时间为0.1s。
元件选择：晶闸管V1选用KP50A/400V、V2选用1A/400V；接触器KM1、KM2选用CJ16-20A；继电器KA选用JRXB-1型；电阻R2、R3功率50W，可用镍铬丝、康铜丝或锰钢丝绕制。
该线路由于直接与市电连接，所以使用时必须注意安全。线路采用半控整流电路，所以充电机电源效率不高。若经电源变压器降压供电，采用全控整流电路，则能提高效率，且安全。
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