專利名稱:自動限流保護恒流充電機的制作方法
本實用新型是一種改進的自動限流保護恒流充電機，在現(xiàn)有的同類型產(chǎn)品中，盡管其線路也具有同樣的主電路部份和各式各樣的保護回路，但是由于設計上的欠周到，不然就是環(huán)節(jié)過多，造成其保護性能較差。其中最關鍵的是過流保護性能均欠妥善。因此充電機極易損壞，給國家和人民都帶來損失。
本實用新型的目的是提供一種改進后成為經(jīng)久耐用，自動限流保護恒流充電機。用簡單的控制回路，同時達到了以下幾項性能1、不怕短路，不會過流。
2、恒流充電性能。
3、延時軟啟動性能。
4、硬特性帶負載性能。
適合在170V～240V電壓波動范圍內(nèi)工作，充電電流零至15安培連續(xù)可調(diào)。適用于對酸性蓄電池充電。當電網(wǎng)電壓低至170伏特，充1～10個伏電瓶可達13安培。充1～20個6伏電瓶可達8安培。
本實用新型的性能是以如下幾項措施綜合達到的；本實用新型的主電路由一只可控硅與阻容吸收電路和弛張振蕩器觸發(fā)電路構成。因此本實用新型系半波脈動充電?？煽毓柙诩臃聪螂妷簳r處于關斷狀態(tài)，在此10毫秒的停止充電時間內(nèi)，正好使電瓶內(nèi)的三種極化反應得到一些緩解。所以充電效果較好，主電路中的阻容電路用來吸收過電壓，另外采用典型單結晶體管弛張振蕩器以觸發(fā)可控硅。
由于可控硅熱容量較小過載能力很弱，三倍過電流15個周波內(nèi)立即損壞，而15個周波僅一秒鐘的三分之一。因此本機保護重點是放在過流保護方面。因此本機同時采用了防短路、防過流、防瞬變干擾、及延時軟啟動等措施，以避免可控硅遭遇過流沖擊。
由于本設備的電源是直接從交流電網(wǎng)經(jīng)二極管D1整流，再經(jīng)限流電阻R1，穩(wěn)壓管DW1限幅削波后取得，以作為直流電源電壓的。所以外電源的不穩(wěn)定和雜波干擾，均可能串入到BG1的基極和DJG的基極b2～b1，上去影響其穩(wěn)定性，因此作為過流保護的第一步是削弱干擾能量，以增強穩(wěn)定性，以防止可控硅的誤觸發(fā)而導致過流。本實用新型在這里采用低動態(tài)電阻穩(wěn)壓管2cw16，以利于釋放干擾脈沖。同時盡量增大電阻R1的阻值，以增加穩(wěn)定性和削弱串入的干擾能量。本機把R1增大到30K～36K后穩(wěn)定性較好。
作為過流保護的第二步，本實用新型力求在主電路應導通的半波內(nèi)，嚴格地控制住馳張振蕩器上電容器C3的充電電流的RC時間常數(shù)，以形成一個穩(wěn)定的觸發(fā)角，并使控制回路及時有效地抑制住電源突變、閃絡、短路、諧波等瞬變過程。本實用新型在弛張振蕩器的RC電路中采用BG1作可變電阻?？刂菩盘柦?jīng)BG2、BG3復合放大后，加在BG1的基極上，通過改變控制信號的大小來改變BG1的導通程度，因而改變電容C3的RC充電時間常數(shù)來改變單結晶體管的導通時間。從而改變了輸出脈沖的相位，以實現(xiàn)可控硅的相控觸發(fā)?？刂菩盘柕膹娙跏怯扇踊芈犯鶕?jù)主電路電流的大小自動反饋的，取樣信號回路主要由電流互感器組成，為了使互感器二次側(cè)電壓信號盡可能與電流同相位。采用了全波整流，還用較細的導線繞作二次側(cè)，以增大內(nèi)阻，減小感抗。同時在二次側(cè)并聯(lián)一只無感電阻R2，電阻R2的阻值取得適當，可達到線性度良好的直流電壓信號，以保證直接短路時充電機電流也不超過16安培。
作為過流保護的第三步，也即最重要的一步，是要求輸出端，負載接近于零或直接短路時，控制回路的起控速度要越快越好。也即短路瞬間產(chǎn)生的沖擊電流，必須及時地被抑制住。本實用新型采用的方法是將取樣后的信號電壓，直接加在復合管放大器的基極上。在任何時刻弛張振蕩器中電容器C3上的充電電流由它控制。當主電路電流增加時，取樣信號電壓，也同時同步上升。復合管放大器BG2、BG3的基極電流增加。導通程度增加，促使BG1基極電流減小，BG1導通程度減弱，弛張振蕩器中電容C3上的充電速度減慢，使到達Vp的時間推遲，可控硅導通角后移；反之也類似。由于把同相位的信號電壓，直接加在抑制回路上，及時控制著弛張振蕩器中電容C3的充電時間，使得本機即使在輸出端直接短路時合閘，充電機電流也不會驟然猛升，而是往復擺動著上升到15－16安而止。這種軟啟動特性，能同時減緩可控硅的di／dt電流的上升率和有效地避免過電流沖擊可控硅。
作為過流保護的第四步，本實用新型增設了吸收回路，以防止由于瞬變現(xiàn)象導致弛張振蕩器不穩(wěn)定而誤觸發(fā)可控硅，以致過流沖擊。利用電容兩端電壓不能突變而高頻波能順利通過電容器的道理，在BG1基極上加了一個大電容以濾去高頻干擾波，穩(wěn)定基極電位。吸收回路加在BG1偏流電阻R3R4之間，由二極管2APD4和大電容器C2串聯(lián)，在C2兩端并聯(lián)一個釋放電阻R5組成。因2AP為鍺管其伏安特性低于硅管BG1的be極的伏安特性。當接通電源時電流先通過2AP向C2充電，待電容器C2上電壓逐漸上升時，BG1基極電位才跟著上升。因而才有充電電流跟隨著緩慢地上升，毫無沖擊現(xiàn)象。成了延時軟起動特性。假若有干擾信號串入時，也只會先流向C2，被電容C2吸收。這樣可有效地躲過串入的干擾信號，使BG1的基極不受干擾，所以充電電流極為穩(wěn)定。
本實用新型具有較好的恒流充電性能。其工作原理如下當主電路充電電流為任一值時，取樣信號與偏流配合，控制著弛張振蕩器中電容C3上充電電流，當升流電位器調(diào)定后，如果當充電機電流因某種原因而升高時，則取樣信號電壓也上升，使BG1基極偏流減小，弛張振蕩器中的電容器充電速度減慢，可控硅導通角后移，充電電流下降。當主電路中充電電流下降時，取樣信號也同時減弱，則BG1偏流上升，電容器C3上充電速度加快，導通角前移，主電路充電電流回升。本機的調(diào)流電位器W2，放置在任一值時，都具有恒流充電特性，充電電流不因蓄電池電壓升高而減小。這種恒流充電特性，可縮短充電時間和減輕勞動程度。W1為限流電位器，可把電流限制在1～15安培內(nèi)的任一值。
下面結合附圖對本實用新型作進一步敘述附圖(1)為本機工作原理圖。
參看附圖(1－1)虛線內(nèi)為本實用新型的主電路由阻容電路與一只可控硅并聯(lián)，并由典型的弛張振蕩器來觸發(fā)可控硅。
可控硅按下式選擇2×220V×(1.5～2)倍。
圖中C4為0.2μ400V的電容器，R8為50Ω4瓦電阻。C4與R8串聯(lián)組成阻容吸收電路，并聯(lián)在可控硅陰陽極兩端，以吸收過電壓。弛張振蕩器電源，由二極管D1、限流電阻R1、低動態(tài)電阻穩(wěn)壓管DW1組成。D1選用400V以上2CP型二極管，R1選在30K～36K穩(wěn)定性較好。DW1為2CW16，BG4為BT33，分壓比η取0.5即可。R6為430Ω，R7為120Ω，C3為0.1～0.15μ。限流電位器W1為68K，調(diào)動它可把本機電流限制在1～15安內(nèi)的任一值。調(diào)流電位器W2為100K，用它來調(diào)節(jié)充電電流的大小。
參看附圖(1－2)本實用新型的取樣信號回路，采用全波整流，由電流互感器及二極管D2D3和無感電阻R2組成。二極管D2D3均為2CP50V，R2的阻值在2～8Ω之間，調(diào)試中決定。在R2上再并聯(lián)一個熱敏電阻R9后，可使充電電流更加恒定。電流互感器的鐵芯采用GEI－12迭厚12毫米，在一次側(cè)繞1～2匝，二次側(cè)用φ0.14毫米，漆包線繞2×150匝組成。
參看附圖(1－3)吸收回路中D4為2AP6二極管，C2容量越大吸收干擾的性能越好，對電源突變、閃絡、短路、諧波等瞬變過程串入的干擾能量，均先被電容C2吸收，加不到BG1的基極上去，因而使得本機充電電流極為穩(wěn)定。設施這樣的吸收回路與前三步配合后，形成了一個較為全面的過流保護控制回路，是本實用新型的獨特之處。圖中R5為釋放電阻。R4選用40K～100K，為了削弱串入到BG1基極的干擾信號，把R4選得大些為好。偏流電阻R3在80K～200K之間，由調(diào)試決定。
參看附圖(1－4)中BG2、BG3為3DK型組成的復合放大管與取樣信號直接連接，用來控制BG1的基極電流，因而形成一套完整的自動控制回路，圖中DW2用2CW10，C1為20μ電解電容，在這里起限幅濾波作用。
本實用新型電路簡單、操作簡便、抗干擾能力強、可靠性高、不怕短路、不會過流，并且具有良好的延時軟啟動特性、恒流充電特性和硬特性帶負載性能，所以經(jīng)久耐用。
權利要求
1.自動限流保護恒流充電機，具有主電路和取樣信號回路；其特征在于主電路與取樣回路之間，還連接有復合管放大電路和加在BG1偏流電阻R3R4之間的抗干擾的吸收電路。
2.根據(jù)權利要求
1所述的自動限流保護恒流充電機其特征在于取樣回路，由電流互感器、無感電阻及整流電路組成，并直接加在復合管的基極上。
3.根據(jù)權利要求
1所述的自動限流保護恒流充電機其特征在于吸收回路中鍺二極管D4和大電容C2串聯(lián)，在C2兩端又并聯(lián)一個釋放電阻R5。
4.根據(jù)權利要求
1所述的自動限流保護恒流充電機其特征在于主電路中，觸發(fā)可控硅的弛張振蕩器的電源的限流電阻R1為30K～36K。
專利摘要
本實用新型是一種改進的自動限流保護恒流充電機，它的主電路僅由一只可控硅與阻容電路相并聯(lián)構成。其反饋信號電壓，由電流互感器的線圈并聯(lián)無感電阻及整流電路取出，并且直接加在抑制回路復合管放大器的基極上。本實用新型電路結構簡單、可靠性高、不怕短路、不會過流、抗干擾能力強，并且具有良好的延時軟啟動性能、恒流充電特性和硬特性帶負載性能，經(jīng)久耐用，適用于酸性蓄電池充電。
文檔編號H02J7/10GK86204821SQ86204821
公開日1987年1月14日 申請日期1986年7月10日
發(fā)明者牟乃駿 申請人:牟乃駿導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan