[圖文]后備電源自動(dòng)充電器

后備電源是因停電或其他原因而準備的臨時(shí)性供電設備。常見(jiàn)的后備電源有小型發(fā)電機和各種蓄電池。其中，經(jīng)濟耐用的鉛酸蓄電瓶不失為后備電源的首選。筆者綜合考慮，為鉛酸電瓶后備電源設計了一款自動(dòng)充電器，電路如附圖所示(市電降壓整流部分略)。

電路的核心部分是由NE555組成的“滯回比較器”，R8、R9、RP1和RP2構成取樣電路，LED1－LED3為充電狀態(tài)指示。電瓶的充電用繼電器連接，使通斷更為可靠。S1、S2為輕觸開(kāi)關(guān)，可以用來(lái)手動(dòng)控制充電進(jìn)程，使電路變得更加靈活方便。
下面重點(diǎn)介紹電路的工作原理、調試方法和安裝工藝。
一、工作原理
本電路核心是NE555時(shí)基電路，當電瓶為欠壓狀態(tài)(如1OV)時(shí)，取樣電路輸出的電壓低于NE555組成“滯回比較器”的下限。此時(shí)，NE555的③腳輸出高電平，VT1導通，繼電器吸合(與J－2相接)，電源經(jīng)R6向電瓶充電；經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，電瓶電壓隨充電過(guò)程逐漸升高，當高于預先設定的電壓值(如13．7V)時(shí)，取樣電路輸出的電壓高于NE555組成“滯回比較器”的上限。此時(shí)，NE555的③腳輸出低電平，VT1截止，繼電器釋放(與J－1相接)，電源經(jīng)R7和LED3向電瓶提供微弱的補充電流。若將電瓶放電，則當電瓶電壓再次低于所設定的下限時(shí)，電路才再次翻轉為充電狀態(tài)。因此，在這個(gè)過(guò)程中存在一個(gè)回差，這正是“滯回”之意。在電瓶電壓經(jīng)取樣后處于滯回上、下限之間時(shí)，無(wú)論電路處于何種狀態(tài)，按下S1，電路都會(huì )強制轉為充電狀態(tài)；按下S2，則強制退出充電。這一功能對應急補充電和閑時(shí)節能都很有意義。根據工作原理可知：當LED2點(diǎn)亮時(shí)，表示正在充電；當LED2熄滅而LED1和LED3點(diǎn)亮時(shí)，則表示電瓶為正常荷電狀態(tài)。根據LED3的亮度還可以判斷電瓶荷電的多少。
二、調試方法
首先，將電路畫(huà)“X”處斷開(kāi)，接上電源，用數字表測得NE555的⑤腳電壓應恒為8V左右。此時(shí)，用一個(gè)標準的穩壓電源替換電瓶接在a、b端。注意電壓極性為：a正b負。把標準穩壓電源電壓調至相應電瓶電壓預定的最大值(如13.7V)，然后調節RP2，使RP2滑動(dòng)端電壓輸出與測得⑤腳的電壓值(如8V)相等。然后將標準穩壓電源電壓降低至相應電瓶電壓預定的最小值(如10.5V)，調節RP1，使RP1滑動(dòng)端輸出為⑤腳電壓值的一半(如4V)。電壓基本調準以后，將標準穩壓電源的電壓從8V左右緩慢調至15V，然后再緩慢降至8V。同時(shí)用數字表跟蹤a、b兩端的電壓。你會(huì )發(fā)現首先是LED2亮，在電壓升至13.7V左右時(shí)，LED2熄滅而LED1點(diǎn)亮，再降至10.5V左右時(shí)，電路又翻轉為最初的狀態(tài)。在電壓為10.5V－13.7V之間時(shí)，可以嘗試按一下S1或S2，便自然了解其功能了，最后將斷開(kāi)處接通即可。
三、安裝工藝
為使電路運行準確安全，應注意充電回路和控制回路的分開(kāi)走線(xiàn)問(wèn)題。充電回路電流大，應選用短而粗的導線(xiàn)連接；控制回路應盡量不與充電回路“重合”。在制作印制板時(shí)，應盡量使NE555的⑤腳、①)腳與取樣電路的“地”靠近，地線(xiàn)應寬而粗。一般只要正確搭接，就可以正常工作。電路中，R6為限流電阻，它決定充電電流的大小。對于12Ah的電瓶，調節充電電流在0.7A為宜。RP1、RP2盡量采用精密多圈電位器。