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主题:[转帖]镍镉电池自动充电、放电器 本主题第5662个浏览者  (总共2页) 1 2

 云外天
 

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[转帖]镍镉电池自动充电、放电器

该电路能使两节镍镉电池,当充电至3V或放电至1?34V时,自动断开充电或放电回路,有效地防止过充电或过放电。
  电路见附图。D1、D2整流后的电压供给电池充电,D3~D6整流后的电压供给比较、控制电路。TL082构成比较电路,其2脚由LM317输出提供一个恒定电压作为参考基准,3脚电压来自电池。2、3脚的电压比较后由1脚输出控制BG的开和关,再通过继电器来控制充电或放电回路。
  1?充电过程:将开关S置于“1”的位置,电池置于电池夹中,接通电源,此时TL082的2脚电压为3V,而3脚电压小于3V,1脚输出负电压,BG截止,J无电流流过,常闭接点J1闭合,电源通过R8、S2、J1对电池充电。当电池电压上升到大于3V后,TL082的1脚输出电压为正,使BG导通,J得电后使J1断开,充电完毕。此时TL082的3脚由R8和S2提供一个更高的电压维持J的导通,直至断开电源为止。LED2作充电指示用。
  2?放电过程:当电池充电三四次后,要进行一次放电,以消除记忆效应。放电前,先将开关S置于“2”的位置,再放入电池,接通电源。由于此时LM317的输出电压设定为1?3V,电池电压高于此值,TL082比较后,输出一个正电压使BG导通,J得电后常开触点J2闭合(同时J1断开),电池经J2、S3、R10放电,同时点亮LED3。当电池电压下降到近于1?3V时,TL082输出电压翻转为负,BG截止使J2断开,放电结束,LED3熄灭。
  放完电后,将开关S置于“1”的位置就可以接着充电。
  开关S选用具有四组接点的波段开关,R2、R3最好不用可调电阻,以免接触不良影响恒压源的电压。电容C3不可不接,否则充电完毕后继电器会出现“抖动”现象。
  使用时要注意操作顺序,放入电池,并将开关S置于相应位置后,再接通电源,否则将误判为充电完毕而出现不充电的现象
  实验点评:
  该装置成本较低,简单易做,经实际测试后,认为它能完成其电池的自动充、放电的功能。但是,此装置还有一个小小的缺陷,那就是LED2并不能指示电池已经充满的情况。因此,笔者建议在原电路上稍加改动,通过T来控制LED2,这样,当电池被充满后,LED2即可自动熄灭。
  另据笔者了解,目前在市场上像这种能自动充、放电(消记忆性)的充电器很少见,而且比较昂贵,因此,该装置具有一定的市场潜力。





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 云外天
 

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re::镉镍镉电池放电器

镍镉电池的最大缺点是存在记忆效应。消除记忆效应的一种有效的方法是:每到第三次或者第四次充电之前先对电池进行一次完全放电,即放电到单节电池电压下降到0.65V再给电池充电。这种方法可以使镍镉电池及时恢复容量以保证正常使用,但每次放电的终止电压每节电池不得低于0.65V,否则电池会因为过度放电出现极性反转而损坏。目前,许多市售的廉价充电器不具备放电功能。电子爱好者不妨按附图所示电路自制镍镉电池放电器,它即简单易制又能保证放电安全。
如下图所示,晶体管T1,T2与C1,C2,R1--R4组成无稳态多谐振荡器,其振荡频率约为25KHz。在1.2V单节镍镉电池供电的情况下,T1与T2以25KHz的频率交替导通,对该电池进行放电。由于T1集电极电路中接有大电感L1,故T1导通是的放电电流大于T2,整个放电电流不是恒定的,而是脉冲的。有利于电池恢复容量和延长使用寿命。
当T2导通时大部分充电电流流过L1,该电感就以磁场的方式将部分能量存储起来。当T2截止时,L1产生的感应电势使发光二极管D2点亮。于是,在电池放电的过程中,D2以25KHz频率闪亮(由于频率太高,实际看起来像是持续点亮),表示电池正在放电。在此过程中,电池的端电压逐渐下降。当它下降到0.65V时,,不能维持两管交替导通,于是振荡器停振,T1、T2均截止,电池即停止放电。同时D2也转入熄灭状态,表示电池已经完全放电,可以开始对电池进行充电。二极管D1的作用是防止L1储存的能量通过R4和C2、R3放掉,以保证D2能够正常点亮。
为了保证T2有足够的供电电压,,D1应使用正向压降较小的肖特基二极管(如BAT85)。D2可使用高效率的红色发光二极管,以保证指示的亮度。L1用4.7mH的普通扼流圈即可。
当电池电压为1.2V时,放电电流约为200mA;当电池电压下降到0.8V时,放电电流下降到100mA左右;在接近0.65V放电终止电压时,放电电流减少到50mA左右。所需放电时间取决于电池的剩余容量,对于充满电的600mAh的镍镉电池一般约需3~4小时。
本电路适用于标称电压1.2V的单节镍镉电池。
注意:制作此电路时,务必采用图上标明的元件型号,如果买不到此元件,应采用性能接近的元件替代。
实际制作:三极管BC639,用三极管KD-1402代换,放大倍数 350,D1用1N4148代替,电路中的扼流圈可用磁芯电感代换。 电路停振时,电池电压为1.01V。将基极耦合电阻100欧更换为51欧,电路停振时,电池电压为0.95V。故将1N4148改为肖特基二极管会达到原设计指标。
下图为电路图和印刷板图:


*此帖被版主云外天修改于2007年10月12日 15:54



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 云外天
 

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re:放电器

制作成本共1.1元
B772 0.3 元
TL431 0.3 元
底板 0.2 元
发光二极管 0.1 元
电阻/电线 0.1 元

谢谢梁师傅的设计图.

在这谈谈我使用电池的几点看法,
[1]到目前为止镍隔电池用在接收机上还是唯一选择.
[2]电池尽量不要快冲,也不要太相信高级冲电器,最好用回原配慢冲[十小时以上]小容量电池可以窜连电阻减低冲电电流.
[3]大电流放电器尽量少用[1A以上],要么放不清要么把电池放坏.
[4]不用的电池每三个月先冲后放一次.

我的使用流程
前天晚上冲电---飞行---回家马上放电---第二天拔掉放电器待用---





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re:2


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re:

三极管选NPN型硅管,最好是开关型管子,e-b结压降在0.7V左右。型号根据你的放电电流确定,一般选择功率(PM值)大于10瓦的管子,承受9.6V电池组1A的放电电流没问题。4.8V电池组2A没问题。10瓦的管子估计2-3元一只。
D1、D2、D3组不是单只二极管,而是数只硅二极管串接组合。具体串接个数以串接后实际测量压降为准。任何小型硅二极管或小功率三极管的一个结都行,无特殊要求。
放电终止电压估算(注意:不是准确数值):0.7V X (二极管个数+1)
放电负载决定放电电流.例:负载电阻为0.4欧,电池从1.2V放到0.7V(给一节镍镉或镍氢电池放电),不考滤晶体管导通时内阻,放电开始时电流约为1.2V/0.4欧=3000毫安,结束前电流约为0.7V/0.4欧=1750毫安.
晶体管选用大功率的开关管,上述情况功率要至少要大于1.2V*3A=3.6W,选5-10W的管子
应该没问题,晶体管要加散热片.
小阻值大功率电阻可以自制,找粗的漆包线对折后绕成卷就行




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re:

镍镉电池在充电之前 ,要先将电池放电至终止电压1.0V。这款简易放电器使用效果良好,放电到终止电压自动转入充电状态,可与市售充电器配合使用。 电路见图。精密稳压器ICl(TL431)输出稳定电压2.5V,经W分压后得到基准电压1.0V加至IC2的反相端,正常情况下,因反相端电位高于同相端电位,所以IC2输出低电平,BG截止,继电器末通电,电池处于充电状态。当按下AN时,IC2输出高电平,BG饱和,LED发光,继电器吸台,电池通过R3放电,当电池电压寸;降至1.0V以下;时,IC2输出低电平,BG截止,LED熄灭,继电器J释放,电池开始放电,放电电阻R3根据放电电池容量合理选择。




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re:GP充电宝改为具自停功能的电池放电器

一、设计目标

1、充电电流1A左右。这样放电速度较快,放电电阻功率也不是很大,放出的热量不会对塑料件和其它元件造成不良影响。实际上,我选用的是1欧姆2W电阻给每节电池放电,放电耗散功率约1。4W,手摸电阻体约可以停留三四秒,估计温度有60度左右。

2、停止放电电压为1。00V左右。正常使用的电池放电电压宜设计在1。1V-1。2V左右,但考虑到主要是供充电电池的恢复性维护用,他本身的电压就已比较低,若设计为1。1V,一些使用不周的电池(我手头上原来就有多只电池的稳定放电电压在1。05V附近)可能一开始就不能进行放电。对于电压甚低的电池,若能令本放电器开机的话,则可以使用重复放电的方法,令电池放得更充分。

3、具有自动停止功能。电池放电时,电压下降至起控点,充电器立即停止放电,进行自锁。在这里由于电路是使用模拟器件,与自动停止功能相配,需要在电路上安排一个启动按钮,否则,在没有装上电池时,会由于检测到的电压低于起控点,而出现自锁不能放电。


二、结构安排

先拆解GP充电宝观察一下他原来的结构。。。。并可看到,这个充电宝的电路甚简单,使用9014、9015和8050各两只作控制,每一组电路对两只串联的电池进行充电。。。。比较低档的说,实在是提不起兴趣去查他的线路是怎么样的,所以也就没有记下他的线路图,只是利用这块PCB的外形尺寸制作自利用这只GP充电宝改装放电器,在结构上,当然是要将所有改装的东西装进GP充电宝里最为理想,不仅外观漂亮,而且使用方便。但改装时,必须对4个结构件进行安排处理,他们分别是放电电路PCB、LED指示灯、放电启动按钮、发热的放电电阻。

一开始曾想做成供四节电池同时单独放电用,但是改装时,将会面临几个问题,最后决定做成两节电池单独放电的放电器。原因如下:

(一)两节设计,与BU-100较为相配。因为使用1欧姆电阻放电,这个放电器放电电流较大,速度较快。以2000MAH的电池计,BU-100充电电流为490MA,充电时间在4小时以上。放电器虽然同时只能放2节电池,但可以2小时以内放完。也就是说,BU-100充完4节电池,这个放电器可以更少的时间内完成同样4节电池的放电。

(二)解决放电电阻体积大热量高的问题。要将4只放电电阻挤进原来的GP充电宝中十分困难。改为两节设计后,可以利用空出的电池仓位置,把放电电阻外露安装,利于散发热量,又方便在需要时用万用表检查一下放电时的电池电压。。。。而且自己喜欢时,可以手摸感受一下放电的热量,呵呵。

(三)可以同时解决其它三个结构件的安排问题。

1、放电电路PCB。可以利用原PCB位置安装。若做成四只电池放电器,PCB面积不够大,装不下控制线路的元件。

2、LED指示灯。原机上已有两个LED指示,可利用来作放电指示。另增加第三只LED作控制电路的电源指示,在中央靠近PCB位置处打孔来安装,外观效果良好。四节电池设计时,LED共5只,想找位置都难。

3、放电启动按钮。按钮可以利用空出仓位的原电池正极处打孔安排。四节设计时,安排这些按钮十分困难,不是影响外观,就是使用不便。
三、电路设计

最后完成的放电器电路如上图


(一)电源

利用原变压器的双8。5V(实测)交流绕组供电。由于电路耗电较少,估计在10MA级,因此可以使用两只1N4148做整流(1N4148可供数十MA的电流)。利用原机上的电容330U 16V作滤波。LED1为控制电路电源指示。

(二)参考电压Vref

这个参考电压Vref决定了电池停止放电的起控点。有如下关系:

Vref=停止放电起控电压-放电时电池触点压降

线路安排上,由U1 TL431稳压集成提供精密的2。5V基准,通过R2/R3分压网络产生0。94V的参考电压。经测定,1欧姆电阻放电时,这个GP充电器的充电电池正负极触点压降共0。05V左右。由于电池是经过触点后才到达U2 LM358比较器的,这样,实际停止放电起控点电压为0。94V+0。05V=0。99V电压,基本符合前面我所说的1。00V停放的要求。(当然,若有需要,可修改这个网络,产生其它的起控点)。

(三)控制放电电路

对其中一组电路说明一下他的工作过程和原理

1、放电工作

U2 LM358运放用作电压比较器,以判别是否达到起控点。当电池正常放电时,其电压高于起控点电压,U2输出的是低电平,不会令Q2可控硅CR02AM动作,Q2处于截止状态,没有电流流过其K/A极。Q5三极管9014因此得不到射极电流,也处于截止状态,其C极呈开路。这样,电源通过R4直接把电压加到Q4这只MOSFET放电控制管的G极上,电压为稳定管ZD1所限定的6。8V(ZD1是用于保护MOSFET用,若没有他,G极电压将达到+Vcc,可能会令Q4损坏),令Q4进入或继续处于饱和导通状态(Q4选用IRF540,其导通电阻很小,为毫欧姆级)。电池与Q4、R8形成放电回路,即电池经过Q4的D、S极,在1欧姆2W的电阻R8上进行放电。

2、停止放电

当LM358检测到电池电压低于1。00V的起控点时,LM358输出高电平,驱动Q2可控硅CR02AM的G极,令其导通。而可控硅有一个显著的特性,当阳极电流超过最少的维持电流时,一旦导通,他就会维持导通,不会再对G极的信号产生反应,也就是进入自锁状态。

Q2可控硅导通后,Q5三极管基极由R5电阻供应较大的电流,符合三极管饱和导通的条件-----即基极电流(电流值约Vcc/R5)与三极管直流放大倍数BETA值的乘积大于三极管能够流过的C极电流(电流值约Vcc/R3)。Q5饱和导通后,他的CE极间压降不超过0。3V,再加上可控硅导通的KA极间压降甚低,也不超过0。3V,这样,就令放电管MOSFET的Q4的G极电压远低于1V,Q4因而停止导通,被迫截止,电池的放电通路(电池——R8——Q4)因此断开,而停止放电。

停止放电后,电池电压会上升。他会超过起控点电压,令U2输出低电平给Q2可控硅的G极。但由于前面所说的Q2进入自锁状态(通过三极管Q5得到比最少维持电流高的阳极电流),从而不对电池电压的上升产生响应。因此,电路将维持停止放电状态。


3、启动放电

实际使用时,当未装上电池,U2检测到的电池电压是0V,电路就会按照上面所说的停止放电过程,进行自锁而不能进行放电,即使重新装上电池,也同样维持停止放电状态。为此,就需设计了一个AN1的启动按钮。

这个按钮按下后,Q5三极管基极对地短路,他的基极电流为0,因此,C极电流极少,低于Q2可控硅的最低维持导通要求,Q2从而退出导通的自锁状态。Q5这时是截止的,电源通过R4直接把电压加到Q4这只放电MOSFET管的G极上,Q4饱和导通,电池放电。这样,就解除了自锁,实现放电的启动。

放开按钮后,电路就会通过U2对电池放电时的电压进行判别:——若电池电压高于起控点电压,就会按前面“放电工作”一节所说的那样控制进行放电,直到电池放电至电压低于起控点电压,进入前面所说的“停止放电”动作过程,完成整个自动控制,实现自停功能。——若电池电压低于起控点电压,就直接进入“停止放电”的动作过程,电路停止放电。

若果按下启动按钮不放,则Q5会一直截止,Q4放电管被强制饱和导通,电池放电。因此,这个按钮加上放电指示灯,可用于直观判别电池是不是仍有一些电量,其放电电压电池又过低。

(四)放电指示电路

Q3为放电指示控制三极管:——当电池正常放电时,R8这只1欧姆电阻上有约1V的电压,这个电压通过R7这只阻值较小的220欧姆电阻加在Q3的BE结上,令Q3饱和导通。这样,电流从VCC经过R6、LED2、Q3和Q4流过,LED2点亮显示放电。——当电路进入停止放电状态,R8这只1欧姆电阻得不到电压,LED2熄灭,显示停止放电/放电结束。

即使电池低于1。00V起控电压时,只要约0。4V以上的放电电压,当按住启动按钮时,Q3都得到相对较大的基极电流,进而放大为C极电流,令LED2能够点亮。这样,就实现了前面所说的可以指示电池残留电量的目的。。。。当电池接触不良时,这个LED也能起到指示作用。



四、关键器件

(一)运放U2

这里使用单电源,运放用于检测电池电压,而这个电压对地仅1V,因此要求运放能够对接近于运放-Vcc引脚的输入电压进行处理。因此选用以前使用过的LM358,以确保正常运作----其它运放能不能在此工作,没有时间去试。

(二)放电控制管Q2/Q6

要求导通电阻小,这里选用IRF540。实测在电池对1欧姆电阻放电时的压降,一只为0。062V,另一只为0。045V,平均约0。05V(装机前,通过连接可调稳定电压提供+6V的G极偏压时测得)。

(三)单向可控硅Q2/Q6
使用两只CR02AM。这是我手头上现有的TO-92封装小电流管子。由于这里仅作小电流低电压应用,因此我没有去查他的参数,只是实测他的一项关键处就用上----实测他维持导通的阳极电流低于1。5MA(装机前,使用MF368指针万用表供阳极电流,数字表的二极管档提供G极动作电压,测得1。5MA的阳极电流足以让他维持导通)-----而我设计时,给他的阳极电流为5MA左右。

、实装过程

整个过程总体上比较顺利,但设计电路时曾走过弯路,为此需要改制调整费了不少时间。下面是我实装时开始使用的线路及PCB照片(最后完成的PCB照片,由于夜深赶工没拍上)

最后完成的线路与这个线路基本一样。这个线路设计时,我当时想利用运放的正反馈功能,实现停止放电的自锁。原理是,运放U2检测到电池电压低于起控点电压时,输出低电平,并通过D3二极管进行正反馈,扯低+输入端(检测端)的电压,令其低于0。6V(经100K电阻时流过的电流较小,因此二极管压降也小)。

但装好后发现,这个自锁实现不了,变化过程不够“硬”。原因是当运放输出低电平令电池停放后,电池电压上升,运放对这个上升的电压产生响应,输出端又向高电平变化,进入一个循环状态。当电池电压接近于起控点电压时,测得运放的输出端电压不是接近于0V,也不是接近于+Vcc电压,而是中间的电压,比如4V或3V等,MOSFET输出两端压降0。3V或0。7V之类。这样就有问题了: 以1A左右的电流放电,起控点电压要求设为较低的1。00V,以实现较充分的放电。而电池在小电流放电时完全放电的电压较高,如1。2V等。这样,这个电路在放电后期,令电池以小电流放电的同时,即又以较低的1。00V作截止放电电压,会造成电池的过放电。

于是作了修改,增加了可控硅,利用其导通后不对G极信号响应来实现自锁。同时,为增强放电指示灯的功能,在可控硅上加设了串联的三极管,使得启动按钮按下时,电路能够强制进入放电状态——因为没有这个串联的三极管,可控硅的阳极A与MOSFET的G极相连,启动按钮要接在阳极A与地之间,按钮按下后MOSFET是截止的,电池不能放电,指示灯熄灭。

另外,在装制过程中,我曾担心位置不够,临时改用较矮的MOSFET管VN46作放电控制管,上机前没有测量其压降。上机后发现其导通后的压降高达0。86V(跟VN46类似的管子VN66也差不多是这个数)。结果还是要装回原来测好的IRF540才解决问题。



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re:镍镉电池高速充电器

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re:镍镉电池自动充电器

这个镍镉电池自动充电器,具有状态指示功能。充电时发光二极管发绿光;充满后,保护电路动作,发光二极管发红光,指示电池已充满。当电池充满后,保护电路自动切断充电电流,防止过充电。故该充电嚣出可对普通锌锰电池进行充电。
  工作原理 :
电路原理见图1。电容C1、二极管VD1-VD4构成降压(限流)、整流电路。由于电容的内阻很大,则输出近似为恒流,经二极管VD5-VD7给电池充电,并在VD5-VD7上产生约2.1V的电压降使发光二极管发光(绿色),作为充电指示。三极管VT和电位器RP组成自动保护电路。当电池充满后,VT饱和导通,自动切断充电电流。同时A点电位下降至0.5V左右,这时,VB>VA,使红色发光二极管发光,表示充电结束。
充电器调试很简单。单个镍镉电池标称电压为1.2V,当放电至1V时,就应进行充电。当充至1.35V时,基本上充满了。所以,如果同时对2节5号镍镉电池充电时,充满后,电池组两端电压应达到1.35×2=2.7(V)。这时,调节RP使三极管VT饱和导通,平时VT截止即可。如果要同时充4节电池,应重新调整RP,以改变保护电路的动作电压。因本电路和市电直接相联,调试及使用应特别注意安全。

  元器件选择与制作
  元器件清单见下表。
编 号 名 称 型 号 数 量
R1 电阻 510K/1W 1
R2 电阻 100Ω 1
RP 可调电阻 10K 1
C1 油浸纸质电容 1.5u/400V 1
VD1-VD4 整流二极管 IN4004 4
VD5-VD7 晶体二极管 2CP类 3
LED 发光二极管 红、绿各1个 2
VT 晶体三极管 9013 1




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 云外天
 

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re:555构成的充电器


无内容!



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 chenang39
 

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好资料,以后学习


无内容!



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 云外天
 

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re:简易锂电池充电器

手头上有一个这样的电路,6.8K电阻用10K可调电阻代替,把输出电压调为4.2V.接TL431的LED在没有装电池时是不会亮的,因为此时TIP41的基极和发射极的电压一致,只有在充电时因4 ohm的电阻上有压降LED才亮,当电池电压达到4.2V时,LED灭.此电路的缺点是TIP41发热比较严重,可以改成用达林顿管试试应该会比较好.




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 云外天
 

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re:蓄电池放电保护器

本例介绍的蓄电池放电保护器,能在蓄电池电压降至9v时,将蓄电池与负载电路之间断开,防止蓄电池过放电;同时还能发出蓄电池欠电压指示。
  电路工作原理
该蓄电池放电保护器电路由欠电压保护电路和指示电路组成,如图5-131所示,
欠电压保护电路由晶体管V2、稳压二极管VS、晶闸管VT1、VT2、电容器C1、C2和电阻器R1~R3组成。
  指示电路由蓄电池电压正常指示发光二极管VL1、蓄电池欠电压指示发光二极管VL2、晶体管V1、稳压二极管VS和电阻器R1、R2、R4等组成。
  当蓄电池GB的端电压在9V以上时,VS击穿导通,使V1反偏截止,V2导通,V2发射极输出的高电平经C1为VT1的门极提供触发电平,使VT1导通,蓄电池向负载供电。此时,VL1点亮,VL2不亮。
  当蓄电池GB的端电压降至9V时,VS截止,使V2反偏截止,V1导通,V1集电极输出的高电平经C2为VL2的门极提供一个触发电平,使VT2导通,C1上所充的电荷经VL2加在VT1的阴极上,使VL1因阴极瞬间加上反向电压而截止,将GB与负载电路之间的供电通路切断。同时VL1熄灭,VL2点亮,指示蓄电池电压不足。
  元器件选择
  R1~R4选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。
  C1和C2均选用耐压值大于25V的钽电解电容器。
  VL1和VL2均选用φ5mm的发光二极管。
  VS选用1W、9V的硅稳压二极管。
  V1选用S8550或C8550型硅PNP晶体管;V2选用S8050或C8050型硅NPN晶体管。
  VT1选用3~5A、100V的晶闸管;VT2选用1A、100V的晶闸管。




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 云外天
 

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re:过压、欠压及过热保护电路

图4是仅用一个4比较器LM339及几个分立元器件构成的过压、欠压、过热保护电路。取样电压可以直接从辅助控制电源整流滤波后取得,它反映输入电源电压的变化,比较器共用一个基准电压,N1.1为欠压比较器,N1.2为过压比较器,调整R1可以调节过、欠压的动作阈值。N1.3为过热比较器,RT为负温度系数的热敏电阻,它与R7构成分压器,紧贴于功率开关器件IGBT的表面,温度升高时,RT阻值下降,适当选取R7的阻值,使N1.3在设定的温度阈值动作。N1.4用于外部故障应急关机,当其正向端输入低电平时,比较器输出低电平封锁PWM驱动信号。由于4个比较器的输出端是并联的,无论是过压、欠压、过热任何一种故障发生,比较器输出低电平,封锁驱动信号使电源停止工作,实现保护。如将电路稍加变动,亦可使比较器输出高电平封锁驱动信号。


http://www.c51.cn/power/kgdl/200801/7271.html

*此帖被版主云外天修改于2008年10月22日 15:36



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