蓄电池充电器的设计

自制12V到220V蓄电池(组)均适用的充电器电路充电电路特点:本充电器直接使用220V交流市电，通过触发电路的控制，实现其输出电压从0V起调，适合于对12V－220V的蓄电池（组）充电。

工作原理：电路工作原理见图1。

由电源电路、触发电路和主控电路三部分组成。

220V 市电经电源开关S－S'、电源变压器T1降压后，由二极管VD1－VD4组成的全波整流电路整流，变为脉动直流电源。

一路经电阻R1限流和稳压二极管DW稳压，输送约18V的梯形波同步稳压电源，作为时基集成电路NE555及其外围元件构成的无稳态振荡器RC延时环节的电源；另一路经过三端稳压集成电路IC1 AN7812送出12V稳定的梯形波同步稳压电源IC2的工作电源。

触发电路由IC2 NE555及R2、R3、RP、C1、C2等元件构成，振荡周期小于10ms固定不变，仅可改变输出矩形波占空比的无稳态振荡器和R4、脉冲变压器T2形成触发脉冲。

振荡器之所以采用18V和12V两路同步稳压电源，目的是增大输出矩形波的占空比，即增大触发脉冲的移相范围。

本触发电路的移相范围大于120°，调节电位器RP即可输出不同触发角的触发脉冲，从而达到控制可控硅VS导通角的目的。

实验证明，该触发电路输出的脉冲，其宽度比任何由单结晶体管构成的触发电路输出的脉冲大几倍，能够可靠地触发反电势负载和大电感负载电路中的可控硅可靠导通。

主控电路由熔断器FU、电流表和可控硅VS组成，接上待充电的电池或蓄电池（组）后，可控硅VS获得触发脉冲，就以不同脉宽的脉冲控制VS的导通角，调节RP就可以满足不同充电电流或电压不同的蓄电池（组）充电。

元器件选择与制作调试编号名称型号数量R1 金属膜电阻1K/0.5W 1R2 金属膜电阻1K 1金属膜电阻30Ω 1R3R4 金属膜电阻110Ω 1RP 多圈电位器 2.2K WXD3－13型 1C1 电解电容 2.2u/16V 1C2 涤纶电容0.01u 1C3、C4 电解电容220u/25V 2VD1－VD7 整流二极管IN4004 7VDW 稳压二极管18V/0.5W 1VS 单向可控硅10A/100V 1IC1 三端稳压AN7812 1IC2 时基电路NE555 1FU1、FU2 熔断器8A 2T1 电源变压器24V/5W 1T2 脉冲变压器自制（见表后文字） 1A 直流电流表10A 1电源变压器T1采用初级电压220V、次级电压24V、功率为5W的变压器，T2采用MX2000GL22X13型磁罐，初级L1用Φ＝0.17mm高强度漆包线绕100匝，次级L2用同样线径的漆包线绕200匝。

500W铅酸蓄电池充电器设计与实现随着各种电动汽车的发展，动力电池充电器的需求将越来越多。

充电器质量的优劣关系到电池性能的发挥及寿命、充电器本身的智能化关系到用户的使用方便及电力系统电力计费等管理问题。

不同电池，特点不同，充电策略也不相同。

如将一种电池的冲电器做好了，就容易将技术向其他电池类型拓展。

本选题具有实用性，对电赛方向人才培养也有针对性。

主要功能指标：★输入电压单相50HZ 10%，电压有效值波动范围220V 20%，即有效值为176V264V;★输出直流额定电压50V;★输入端加功率因数校正，功率因数90 %;★充电初期效率大于80%;★输入电流失真度小于4%;★充电过程分为激，快充和浮充；★具有温度检测功能，可根据电池和环境温度改变充电策略；★具有友好的人机界面，可对充电策略进行调整；★散热方式：风冷。

主电路的整体框图：EMI滤波电路：C1和L1组成第一级EMI滤波C2、C3、C4与L2组成第二级滤波。

L1，L2为共模电感整流及功率因数校正电路：整流桥：流经二级管电流ID=3.55A二极管反向电压V=373V考虑实际工作情况故选BR601（35A/1000V）；功率因数校正：方案：BOOST型拓扑结构具有输出电阻低，硬件电路及控制简单，技术成熟，故选用BOOST结构；芯片选择：TI公司的UCC28019可控制功率输出为100W2KW，功率因数可提高到0.95，符合设计要求，故此次设计选用该款芯片；电路图DCDC主拓扑结构：方案选择：在开关管承受峰值电流和电压的情况下，全桥输出功率为半桥的两倍，并切在功率大于500W时，全桥相对于半桥更合适，故本次设计采用全桥拓扑。

功率开关管选择：经过整流滤波后电压最大值为373V，最大初级电流为3.5A 考虑实际工作情况选择FQA24N50（24A/500V/0.2）输出整流二极管：整流二极管要承受的最大反相电压为100V，电流为10A，考虑实际工作情况，我们选用MUR3060（600V/30A）全桥电路图：整流滤波输出电路：驱动电路：PWM信号通过光耦隔离，经过反相器进入半桥驱动芯片IR2110 ，如图所示的Q1、Q2半桥驱动电路，Q3、Q4驱动电路与此电路相同。

我的铅酸蓄电池脉冲充电器设计之南宫帮珍创作我一哥们找我说，他摩托车的电瓶（容量为7AH，建议充电电流为0.7A）没有电了，能想法子给充充电么。

他还拿来一个输出22V的自耦电源变压器。

我想这应该不难。

于是找来一个整流桥（整出来脉动直流电），一个滑动变阻器（控制充电电流）开始操纵。

充了大约10个小时，基本解决问题。

可是我哥们又说，他的摩托车不经常骑，所以不定什么时候就会出现亏电的情况。

能想个法子让他自己也能充电么？我就教他，结果他说这个太难，操纵不了。

能不克不及给他简单做一个电路板，他只要这边插上电源插座，那边连上电瓶就可以呢？这要求不高，对我来说可是有点难哦！想说那就自己去买一充电器不就完了么，可是看着哥们那信任的脸色，我把到嘴边的话又咽了下去。

哎，谁让咱是哥们呢。

我自己觉得之前的充电方法虽然简单，应急可以，但是肯定不是长久之计。

于是开始上网搜集资料，争取搭建一个最简单的有实用价值的电路。

于是找到了这个。

这个设计是利用3脚输出低电位时给电池充电，这和一般的设计（利用3脚高电位）分歧，但是也没多想。

既然人家设计出来了，应该就是行的通的。

还有就是因为没有大功率PNP的三极管，所以考虑参考达林顿管用PNP+NPN的方式来解决。

弥补一下原设计的资料：脉冲式全自动快速充电器电路简单，成本低廉，平安可靠，其电路如图所示。

电路工作原理：由图可知，市电经变压器降压，再经VD1～VD4桥式整流，在A点得到约20V的电压，经R1限流、VZ、C1稳压，在B点得到14V左右的稳定电压。

此电压主要供给NE555工作，使其发生振荡，并从第3脚输出控制信号，控制电池的充电过程，同时通过调节RP，在C点建立基准电位。

假设只对两节镍镉电池进行充电，电位定在2.8V（比额定电压稍高一点）。

NE555对充电情况的检测是这样的：一开机，作为振荡元件的C2处在充电状态，NE555的第3脚输出高电平，LED灭，V1截止，电源停止对电池充电；当C2上的电压逐渐上升，以至大于5脚的电压，内部电路触发，第7脚对地呈短路；在C2对地放电的过程中，NE555的第3脚变成低电平，LED亮，V1导通，电源对电池开始充电；当C2上的电压因放电低于第5脚的电压1／2时，内部的电路再次翻转，第7脚与地断开，C2开始充电，第3脚重又变成高电平，以下的情形跟开机时基底细同。

制作4v蓄电池充电器的原理4V蓄电池充电器的原理是通过调整输入电流和电压，将外部电源的能量传递给蓄电池，使其充电。

下面将详细介绍4V蓄电池充电器的原理。

1. 电源选择：在选择适当的电源时，需要考虑充电器的输入电源电压和电流。

一般来说，直流输入电源更适合充电器，可以避免交流电带来的波动和噪声。

根据蓄电池的额定电压和电流来选择合适的直流电源。

2. 充电器电路：充电器的核心是电路，它由输入电路、调整电路和输出电路组成。

输入电路：输入电路主要是为了将外部电源连接到充电器，并保护电路免受输入电流过大或过小的影响。

一般来说，输入电路包括保险丝、滤波电容和输入电流保护电路等。

调整电路：调整电路主要是为了将输入电压和电流调整到适合蓄电池的充电需求的水平。

调整电路一般包括稳压器、功率管、电流传感器等。

输出电路：输出电路主要是将调整好的电流和电压传输给蓄电池，使其充电。

输出电路一般包括电流限制器、电压传感器、整流二极管和输出连接器等。

3. 充电过程：当充电器接通电源后，输入电路会将电源电压稳定到适合充电过程的水平，然后通过调整电路将电流调整到合适的值。

输出电路将经过调整的电流和电压传输给蓄电池，使其充电。

在充电过程中，充电器会根据蓄电池的充电状态进行调节，以避免过充或过放。

当蓄电池充满时，充电器会自动停止充电或将电流降低到维持充电状态。

4. 充电器保护：充电器还需要具备一些保护功能，以确保充电过程的安全性和可靠性。

这些保护功能通常包括过压保护、过流保护、短路保护和过温保护等。

当出现异常情况时，充电器会自动切断电源或降低电流以保护蓄电池和充电器本身。

以上就是4V蓄电池充电器的基本原理。

充电器的设计和制作需要根据具体的需求和技术要求进行，如果要制作一个适合特定蓄电池的充电器，还需根据蓄电池的特性和充电需求进行适当的调整和改进。

铅酸蓄电池充电器电路原理图铅酸蓄电池充电器电路原理图如下:因为密封铅酸蓄电池的诸多优点，因此获得了广泛应用．然而密封铅酸蓄电池的充电技术似乎不被看重，因充电方式不合理而造成电池过早报废的情况普遍存在．有鉴于此，笔者设计制作了一款二阶段恒流限压式铅酸电池充电器。

充电原理分析：1.维护充电：当电池电压较低时（可设定，本电路预设在9V以下），充电器工作在小电流维护充电状态下，工作原理为U1C⑨脚（同相端）电位低于⑧脚（反相端），U1C输出低电位，T4截止。

U1D 11 脚电位约0.18V．此时充电电流约250mA（恒流电路由R14，U1D，T1B周边外围电路构成，恒流原理读者请自行分析）．2. 快速充电：随着维护充电继续，电池电压逐渐升高，当电池电压超过9V时，充电器转入大电流快充模式下，U1C⑨脚（同相端）电位高于⑧脚（反相端），U1C输出高电位，T4导通，U1D 11 脚电位约为0.48V，充电器恒定输出约1A电流给电池充电。

3. 限压浮充：当电池接近充足电时，充电器自动转入限压浮充状态下(限压浮充电压设定为13.8V，如为6V蓄电池，则浮充电压应设定为6.9V)， 此时的充电电流会由快速充电状态下逐渐下降，至电池完全充足电后，充电电流仅为10～30mA，用以补充电池因自放电而损失的电量。

4. 保护及充电指示电路：本电路设有反极性保护电路，由D4，U1C，U1D，T1及外围元件构成，当电池反接时，充电器限制输出电流不致发生事故。

充电指示由U1A，D7及外围元件构成，充电时，D7点亮，充电器进入浮充状态后，D7熄灭，表示充电结束。

5. 本电路略为修改电路参数即可任意调整充电电流，浮充电压以满足不同规格电池的需要。

6. 物料清单如下注：CF=碳膜电阻；MF=金属膜电阻；M.O.F=金属氧化膜电阻*表示可根据需要调整的元件．7.实测充电器的充电曲线如下图。

智能铅酸蓄电池充电器的设计与实现关键字：蓄电池充电过程大电流充电引言20世纪60年代末期，美国科学家马斯对蓄电池充电过程的析气问题做了大量的研究工作，提出了以最低析气率为前提的蓄电池可接受的充电电流曲线，如图1所示。

其充电电流轨迹近似为一条呈指数规律下降的曲线。

基于铅酸蓄电池的特性以及图1的充电曲线，本文采用了三阶段充电模式：预充、直充和浮充。

通过检测蓄电池的电压，进入不同的充电阶段。

预充电：对于长期不用的电池、新电池或在充电初期已经处于深度放电的蓄电池，刚开始就采用大电流直接充电会突然增加蓄电池的析气量，缩短蓄电池的寿命。

因此，必须先用小电流对蓄电池充电，当蓄电池电压上升到能接受大电流充电时再进行大电流直接充电。

直充电：此阶段充电器以恒定电压对蓄电池进行充电。

充电开始时电流很大，随着电池端电压上升，充电电流按指数规律下降。

因此电池的析气量小，耗水少，有利于延长电池使用寿命，不过充入电量约在90%左右，不能有效地给电池充足电。

浮充电：也叫涓流充电，主要作用是补充蓄电池自放电所消耗的能量，使电池能接近100%容量。

充电电压仅略高于蓄电池组的断路电压且维持恒定，充电电流很小，并逐渐减小到0。

方案设计总体设计如图2所示，系统主要硬件电路包括辅助电源、开关电源和MXT8051单片机控制部分。

其中，辅助电源给单片机和运算放大器提供工作电压，由线性变压器、整流滤波和DC/DC转换电路等组成;开关电源输出充电电压和电流，由高频磁芯单端反激式变压器、整流滤波和DC/DC转换电路等组成;MXT8051单片机控制部分负责控制充电电压电流，检测电压电流并通过LCD和发光二极管实时显示充电信息，并驱动蜂鸣器报警和风扇转动，由充电电压电流控制、电压电流检测、充电阶段指示、液晶显示、蜂鸣器和风扇控制电路组成。

如图3所示，系统软件主要包括电压电流控制、电压电流检测、液晶显示、风扇和蜂鸣器控制模块。

通过设置寄存器，控制MXT8051内建的10位PWM，产生不同占空比的PWM波，经放大、滤波后通过TL431及光耦隔离接至UC3842的反馈端，产生PWM波，以驱动功率MOSFET管，从而控制开关电源输出;由MXT8051提供的10位ADC对充电电压和负载电流进行检测;通过LCD显示充电电压和电流的采集值，以及电池型号、充电模式、充电时间等信息;由MXT8051的PWM控制风扇和蜂鸣器，实现散热和报警;由GPIO口控制充电阶段指示灯(发光二极管);通过UART连接上位机进行调试、诊断。

数字式铅酸蓄电池智能充电器的设计贾贵玺 戚艳 邵虹君 傅田晟天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072电子邮箱：jiaguixi@Design of the Digital-controlled Intelligent VRLA Battery ChargerJia Gui-xi Qi Yan Shao-Hongjun Fu Tian-sheng Tianjin University,，Tianjin 300072， ChinaABATRACT ：In this paper, a intelligent charging system for VRLA battery is presented, we proposed the charging method which is the combination of three-section charging method with pulse charging method on the base of the analysis and summary of existing VRLA battery charging mode, this charging method effectively alleviate the polarization of VRLA batteries. A high-frequency switching power source with PFC function is used as charging power supply. MC56F8013 is the control coreof charging system, achieving data collection, pulse-driven, man-machine interface functions , and eventually realizing the intelligent charge of VRLA batteries.KEY WORDS ：VRLA ；digital-control ；MC56F8013；threesection hybrid charge摘要：本文介绍了一种针对阀控式密封铅酸蓄电池的智能充电系统，在分析和总结目前已有的铅酸蓄电池的充电方式的基础上，提出了三段式充电和脉冲充电相结合的充电方式，有效缓解了铅酸蓄电池的极化现象。

12V,24V蓄电池自动充电器电路图
12V,24V蓄电池自动充电器电路图
单结晶体管BT33、C3、W1、W2等元件组成了弛张振荡器，其产生的脉冲信号经隔离二极管D4输送至可控硅SCR1的控制极，调整W1的阻值可改变SCR1的触发导通角，即改变了充电电流。

可控硅SCR2、继电器J、W3、W4、D5等元件组成蓄电池充满电自动保护电路，当电池两端电压被充至W3、W4设定的上限值时，D5导通，SCR2受触发导通，LED2显示，继电器吸合，同时J切换到常开，切断了SCR1的控制脉冲集中，即停止对蓄电池的充电。

K2为12V、24V电池充电的转换开关，图示置于12V档位。

• 146•一款新型三阶段铅酸蓄电池充电器的设计长庆油田分公司第五采油厂采油工艺研究所 杨金峰 苟利鹏 安二亮 张进科 周 江基于脉宽调制芯片TL494和比较器LM393研制出具有温度补偿和小电流修复充电的三阶段铅酸蓄电池充电器。

详细介绍了电池充电状态的硬件电路参数的设计，同时给出了电压和电流与时间的充电曲线。

该充电器具有设计简洁，价格低廉、充电效果好等优点，具有很好的市场实用价值。

引言：铅酸蓄电池具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等优点，因此广泛应用于国防、通信、铁路、交通、工农业生产部门。

然而，寿命短、能量转换效率低、比能量小等先天性弱点始终阻碍着铅酸蓄电池的发展，特别是废弃电池对环境的污染等问题一直困扰着业内和环保部门人士。

因此如何正确地检测和控制蓄电池的充电状态、延长电池的使用寿命、提高蓄电池的充电效率具有重要的意义。

目前铅酸蓄电池充电方法有恒流充电、恒压充电、两阶段充电、三阶段充电和脉冲式充电。

其中前三种方法实现起来简单但电池使用寿命短。

后两种方式实现起来复杂，充电器的价格昂贵，电池使用寿命较长。

通过调研国内铅酸蓄电池充电器，几乎所有三阶段式充电器都使用单片机控制充电状态，且多数充电器有无温度补偿和小电流修复充电的缺陷。

针对这种情况，本文基于脉宽调制芯片TL494和比较器LM393采用BUCK 主电路来设计出具有温度补偿和小电流修复充电的三阶段式12V4.5AH 铅酸蓄电池充电器。

该充电器设计巧妙无单片机来控制电池充电，充电效果好，价格低廉等优点。

因此具有广阔的市场价值。

1.三段式充电技术的原理铅酸蓄电池充放电过程是复杂的化学反应过程，美国科学家马斯（J.A.MAS ）在以最低析气率为前提的条件之下，得到了铅酸蓄电池在充电时充电时间和可以接受的最大的充电电流之间的关系，如图1所示，这种关系被称为蓄电池可接受的充电电流特性曲线。

该曲线是设计充电器必要依据。

图1 马斯曲线三阶段式充电是依据马斯曲线和前人实验结果总结出来的一种充电技术。

小型风电系统蓄电池智能充电器的设计肖成;闫晓金【摘要】With an in-depth analysis of the conventional battery charging method and technical requirements of lead-acid battery in small wind power system, a three-stage intelligent charger oriented based onSG3525A was designed. Its main circuit was the push- pull isolation convert structure and the charge strategy was the three-stage approach of constant current, constant voltage and trickle charge to achieve the different stages of battery charging requirements. The experiment results showed that the charger could adapt to a wide range voltage of charging requests and achieve real-time monitoring charge state and status display besides protecting over-volt- age and over-current.%在深入分析了小型风力发电系统对蓄电池的充电要求和蓄电池常规充电方式的基础上，设计了基于ATmega16和SG3525A的四段式智能充电器，其主电路采用推挽隔离变换结构，充电策略采用激活、恒流、恒压、涓流的四段式充电方法，实现了蓄电池在不同阶段下的充电要求。