脉冲式全自动快速充电器：特点与电路分析详解

脉冲式全自动快速充电器：特点与电路分析详解

充电桩电路图 脉冲式自动快速充电器详细说明

1.充电器特点

这

脉冲式全自动快速充电器的特点如下：

1.电池用脉冲电压充电，克服了电池的记忆现象。

2.充电器可以自动检测充电电压，当电池电压接近额定电压时，充电速度会自动减慢，充电后放电一段时间，依此类推，使电池电压保持在额定电压。

3、充电器充电电流可调，一般在500mA以上。

2. 电路分析

如图所示，为脉冲式全自动快速充电电路。

220V交流市电经电力变压器T1降压后，得到的交流低压加到由VD1~VD4组成的桥式整流电路中，在整流电路输出端A点得到20V的脉动直流电压，该电压由R4和C1滤波， 同时VD5稳定后，在B点获得稳定的14V直流电压，并将该电压提供给NE555使其振荡，并输出脉冲头朝下的矩形振荡脉冲，并添加到发光二极管VD7的负极。

在电路中，R2和C2构成振荡器的定时电路，振荡脉冲从引脚（3）输出，引脚（3）通过VD7和R3添加到VT1的基极，以控制VT1的导通和截止。

RP1在电路中起分压的作用，用来设定参考电压，即待充电电池组的电压，RP1运动件的电压一般略高于待充电电池组的额定电压。

提示：机器刚开机时，由于C2两端的电压不能变换，NE555的（6）引脚为低电位，整流电路输出的直流电压开始通过R4、RP1、R1和R2为C2充电，此时引脚（3）的输出脉冲为低电平， 即（3）引脚为低电位，使发光二极管VD7导通，VD7发射，电路充电。

同时，由于基极电位降低，VT1导通后导通的内阻很小，构成充电回路，A点的电源电压通过RP2和饱和导通VT1充入蓄电池E1，充电电流回路为： 电路中 VT1 → RP2 →的发射极→VT1 的集电极→电池 E1 的负极→接地。

当C2上的电压因放电而小于引脚（5）电压的一半时，再次触发NE555的内部电路，电路翻转，（7）引脚处于接地开路状态，C2再次充电，（3）引脚由低电位翻转为高电位，充电器电路重复刚接通时的状态。

温馨提示：当电池即将完成充电时，由于集成电路A1的（5）引脚的电压接近RP1运动片的设定电压，C2的放电过程逐渐延长，（3）引脚也长时间处于高电位， VD7熄灭，VT1断电，延长电池的充电间歇性，最后电池电压将动态维持在电池的充电电压上。

调整RP2可以改变充电电路的总电阻，充电过程中可以控制充电电流。通过更改 R2 和 C2 的值，您可以更改振荡频率并调整充电速度。电路中的VD6用于缩短C2在电池充电开始时的充电时间，可以提高充电开始时的充电效率。

3.电路分析说明

关于这款脉冲式全自动快速充电器的电路分析，应注意以下几点：

1.电路中显示的组件参数和型号是两节镍镉电池充电时的数据。

2、电路中RP2的功率不宜太小，最好大于5W。

3、给两节镍镉电池充电时，将RP1活动片的电压调节到2.8V左右，调整RP2使充电电流达到500mA。

4、给12V电池充电时，VT1应使用大功率管（如3AD6、3AD30），电源变压器也要有足够的功率，将RP1移动片的电压调节到12.3V左右，然后调整RP2，使电流达到1A左右。

5、C2和R2主要决定充电脉冲的长度和频率，电池脉冲要长，频率要低，可以增加R3的电阻;对于一般电池的充电，脉冲要短，频率要高，这样可以降低R3的电阻。

2、可调恒流自动充电器详解 1.电路特性

该充电器的特点如下：

1.本充电器可对电池或蓄电池充电，电池或蓄电池充满电后可自动停止充电。

2、恒流充电电流连续可调，充电电流可在0~1.5A范围内调节。

3、充电停止时，充电阈值电压可在0~15V范围内连续调节。

2. 电路分析

如图所示，它是一种可调恒流式自动充电器电路。

220V市电经变压器T1降压后，输出15V的交流电压，然后由VD1~VD4组成的桥式整流电路整流，经电容C1滤波，在C1两端得到直流电压，采用供电电路。此时，电源电压通过R4加到VD5上，使VD5发光，表示充电器的电源已接通。

当电池从A点和B点连接到电路时，电池电压被R5和RP1组成的分压电路分频，电压分压在RP1的运动片上，该电压由电池相对于RP1运动片的正极来测量。当电压不足的电池接入电路时，RP1动片上的分压器值不能使VT5有足够的基极电流，因此VT5被切断，相当于开路。

电源电压通过R9和VT4的发射极、基极和R10形成环路，VT4获得基极电流并导通，因此VT4的发射极电压下降，VT3的基极电压下降，VT3流过基极电流并导通，集电极电流通过R8、VD6、R6、RP2、 R7接地，这是一个分压器电路，它将在RP2的运动片上获得分压。同时，当VT3的集电极电流流过VD6时，VD6会发光，表明充电器处于充电状态。

RP2 移动件上的分电压使 VT2 和 VT1 导通，形成电池的充电电路。将电源电压加到VT1通过电池负极的导通上形成回路，流经VT1的集电极电流为电池的充电电流，通过调节RP2可以改变VT1和VT2的基极电流，从而改变VT1的导通内阻， 也就是说，电池的充电电流发生了变化。

充电电流流过的电路是：电源的正极→电池的正极→电池的负极→VT1的集电极→VT1的发射极→R1（R2，R3）→地。

随着电池的充电，电池两端的电压逐渐升高。当它上升到一定值时（即电池充满电），RP1运动件的分电压值也增加，使VT5饱和导通，VT5的集电极电压增加到接近电源电压，使VT4因基极电压的增加而被切断。VT4截止后，其发射极电压增加，使VT3的基极电压增加，VT3切断无基极电流。VT3断电后无集电极电流，VD6也因无电流而熄灭，说明充电已结束。

此时RP2没有电流，其运动片上也没有分压，因此VT1和VT2也没有基极电流，VT1断路后，其内阻增大，切断了电池充电电流的回路，充电结束。

3.电路分析说明

在电路中，VT1发射极通过开关S1连接三种不同电阻值的电阻，可以改变不同充电电流的负反馈，提高恒流自动充电器的稳定性。R1、R2、R3为电流齿轮开关电阻，开关电流分别为0~150mA、150~750mA、0.75~1.5A。

3、简易镍镉电池充电器详解 1.充电器的特点

简单的镍镉电池充电器电路的特点如下：

1.采用恒流充电方式，可同时充电4节电池，或只充电1节电池。

2.充电时，发光管亮起，表示充电正在进行中，充电器可以在电池的快速充电和正常充电之间轻松切换。

3.充电器可以用不带电源的电池为镍镉电池充电。

2. 电路分析

如图所示，它是一个简单的镍镉电池充电器电路。

电源电路由降压变压器T1、整流二极管VD1~VD4、滤波电容C3和稳压器集成电路A1组成。变压器T1降压220V市电后，得到12V低压交流低压，经二极管VD1~VD4组成的桥式整流电路进行整流后，滤波电容C3作为电源，得到C3两端的供电电压， 在三端稳压集成电路A1之后，电源电路采用输出稳压电源电压。

在电路中，三极管VT1、电阻R1和R11、可调电阻RP1和RP2以及开关S1构成控制和充电电流调节电路。R1 和 RP1 或 RP2 构成 VT1 的偏置电路，并向 VT1 提供偏置电流。其中R1是上偏置电阻，如果RP1或RP2连接到电路，则RP1或RP2是VT1的下偏置电阻。R11 是 VT1 的发射极电阻。

充电部分的电路由晶体管VT2~VT5、二极管VD5~VD8、发光管VD9~VD12和电阻R3~R10组成。

充电电路分为4个电路，都是同一个电路，可以单独工作，也可以同时工作。以下是其中之一的工作原理，依此类推。

3.电池未连接时的分析

这

将稳压器集成电路A1输出的电源电压加到VT1的集电极上，同时通过R1加到VT1的基极上，输出由发射极输出，加到R11到地形成回路，形成VT1的基极电流， VT1导通，其发射极电流在R11上形成压降，该压降降至VD5的正极，并通过VD5添加到VT2的基极。

这

电源电压通过R9加到VT2的发射极上，但由于没有电池连接，无法形成VT2的基极电流环路，VT2的基极电压略高于R11上的电压，VD5在反向偏置状态下被切断。

4.电池连接时分析

当需要充电时，由于电池未充电且电压非常低，R10的下端从原始的暂停状态变为开启状态，电压较低。由于 VT2 的基极电压高于电池的基极电压，因此 VD9 处于正偏置状态并导通。由于二极管两端的导通电压降没有变化，当负电压下降时，正电压也会降低，因此VT2的基极电压也会降低。

VT2基极电压下降后，电源电压通过R9、VT2发射极/基极、VD9负极和R10到达电池形成回路，形成VT2的基极电流，VT2导通，导通后由R9和VT2给电池充电。

电池充电电流电路为：电源→R9→VT2发射极→VT2集电极→电池正极→电池负极→地。

当VT2的基极电压因电池电压而下降，VD5的负电压低于R11上的压降（即VT1有发射极电压）时，VD5导通，该电流流过VD9，使发光管VD9导通并发射，说明此时处于充电状态。

当开关S1处于2位和3位时，R1和RP1或RP2形成分压电路，使VT1的基极电压降低，基极电流减小，VT1的内阻增大，但仍处于线性放大状态，R11上的压降也减小， 通过VD5的箝位作用（此时VD5仍处于线性导通状态），VT2的基极电压降低，VT2的基极电流增加，VT2的导通能力增加，内阻减小，电源通过R9，VT2充电给电池的电流也随之增加。

温馨提示：此充电电路在电池充满电时无法自动切断充电，因此充电时需要掌握充电时间。

4. 镍镉电池快速充电器 1.电路特性

镍镉电池快充电路的特点如下：

1.由于镍镉电池容易产生记忆效应，如果充电不当，电池会过早失效。

2、本电路采用脉宽调节技术，先用大电流给电池充电，然后在短时间内给电池放电，从而充分保持电池内压力的平衡，达到大电流充电的目的。

如图所示，它是一种镍镉电池快速充电电路。

在电路中，电源电路由降压变压器T1、整流二极管VD1~VD4、滤波电容C3组成。集成电路A1构成振荡器，振荡频率由C1和R1的参数确定，（5）引脚连接到调节管，为A1提供参考电压。（4）引脚为电路复位端子。振荡脉冲通过引脚（3）输出，向后级电路提供脉冲控制信号。VT4 是用于为电池充电的三极管，VT5 是用于对电池放电的晶体管。VD6~VD8为发光二极管，指示电路的工作状态。

2.电源电路

变压器T1降压220V市电后，在次级侧获得约12V的交流电压，对整流二极管VD1~VD4组成的桥式整流电路进行整流，再经滤波电容C3滤波，在C3两端得到直流电压进行充电。

3. 脉冲产生过程

C1充电过程分析

通电后，直流电压通过RP1和R1充电到电容器C1，因为电容器C1两端的电压不能突然改变，所以A1的（2）引脚是低电位的，而A1的电路接通后，A1的（7）引脚对地开路， A1的（3）引脚的脉冲输出为高电位。

随着 C1 充电的进行，C1 两端的电压增加，A1 引脚 （2） 处的电压也增加。C1的充电时间由RP1与R1串联的总电阻和C1的容量决定。

C1 放电工艺分析

当C1的充电电压大于A1的（5）引脚的基准电压时，A1的内部电路被翻转，A1的（7）引脚处于接地的路径状态，电容器C1上的电能由R1的内部电路放电，A1和A1的（7）引脚， 放电时间由C1的容量和R1的电阻值决定，A1的（3）引脚的脉冲输出为低电位。

当C1充电时，其充电时间常数由RP1和R1串联的总电阻和C1的容量决定。C1放电时，其时间常数由C1和R1的内阻以及A1的（7）引脚通过内部电路接地决定，因为A1（7）通过内部电路的内阻很小，可以忽略不计，C1的放电时间主要由C1和R1的参数决定， 所以C1的充电时间比C1长。

C1充电时，A1的（3）引脚输出的脉冲为高电位，而C1放电时，A1的（3）引脚输出的脉冲为低电位，因此A1的（3）引脚输出占空比不等的脉冲，脉冲高电位的时间大于脉冲低电位的时间。脉冲波形如图所示。

4.电池充放电过程

电池充电过程分析

当A1引脚（3）的脉冲输出为高电位时，该电压由R3加到三极管VT2的基极上，VT2饱和导通，其集电极为低电位，使三极管VT4的基极极低，VT4也饱和导通，电源的直流电压通过VT4充电给电池。电池的充电电路为：电源正极→R8→VT4发射极→集电极→电池正极→电池负极（接地）。

由于三极管 VT2 导通，发光二极管 VD7 也导通，VD7 亮起并呈黄色亮起，表示电路处于充电状态。此时，由于A1的（3）引脚电位高，C2放电使三极管VT3发射结反向偏置和截止，其集电极电压低，使三极管VT5因基极电压为零而被切断，发光二极管VD8因没有电压而断绝不发光。

电池放电过程分析

当（3）引脚的输出为低电平时，电容C2充电，其充电电路为：电源→VT3发射极→基极→R4→C2正极→C2负极→（3）A1引脚→A1内部电路→（1）引脚→地。

在C2的这个充电过程中，三极管VT3流过基极电流和饱和导通，其集电极电压增加，三极管VT5的基极电压增加，VT5基极电流增加，VT5饱和导通。

VT5 饱和开启后，电池上的电压在开启后通过 VT5 放电。电池的放电电路是：电池的正极端子→VT5的集电极→VT5的发射极→R9的接地→（电池的负极）。

此时，由于三极管VT3导通，发光二极管VD8正偏置并导通发光，表示充电器正在对电池放电。

随着C2充电的进行，C2两端的电压逐渐升高，流过三极管VT3的基极电流逐渐减小，当C2充电结束时，VT3因为没有基极电流而被切断，三极管VT5也被切断，电池放电停止。

由于A1的（3）引脚输出的脉冲占空比不相等，高电位的时间大于低电位的时间，因此晶体管VT4的饱和导通时间大于晶体管VT5的饱和导通时间。电池的充电时间大于电池放电的时间，电池在大电流充电下短时间放电，使电池内部压力平衡，从而达到消除电池记忆效应的目的。

三极管VT3切断后，VT3无集电极电流，发光二极管VD8无工作电压切断，VD8熄灭。这样，在振荡器的作用下，A1的（3）引脚连续输出高低电位变化的脉冲，充电器不断重复上述过程。

5.充电结束

随着电池充电，电池两端的电压逐渐升高，电压被可变电阻RP2分压后，电池在移动片上的电压增加，三极管VT1的基极电压也随之增加。当电池的充电电压达到额定电压时，RP1移动片上的电压使三极管VT1饱和导通，其内阻很小，A1的（4）引脚对地短路，使A1复位，A1停止振荡，A1的（3）引脚无脉冲输出， 电池充电完成。

由于三极管 VT1 处于饱和和导通状态，因此它形成了发光二极管 VD6 的上环，该二极管发光并指示电池充电结束。

6.调整充电速度和充电电压

充电速度调节

调整RP1可以调节充电速度，在增加RP1的同时增加C1的充电时间，延长A1的（3）引脚高电位的时间，所以三极管VT4对电池的充电时间也延长了，但由于C2的放电时间不变，电池的充电时间增加， 并且放电时间不变，可以加快电池的充电速度。否则，它会减慢电池的充电速度。

充电电压调节

调整RP2可以改变电池的充电电压，调整RP2可以改变其运动件上的分压器，使该电压满足待充电电池的电压要求。也就是说，当电池充满电时，RP2 运动片上的分量电压刚好使三极管 VT1 饱和并开启，允许 A1 复位并停止振荡充电器以结束充电。