為鉛酸蓄電池充電器制作一個智能定時插座,Smart Timer Socket
為鉛酸蓄電池充電器制作一個智能定時插座,Smart Timer Socket
關鍵字：鉛酸蓄電池,定時插座電路圖
作者 李勝
鉛酸電池成本低、技術成熟、使用性能穩(wěn)定、原料來源豐富、鉛回收率高成為各電動車生產商的首選，與鉛酸電池相對應的充電器也繁榮于市場。
目前市場上電動車鉛酸電池充電器的設計方案大致有兩類：第一類是二階段式，即先恒壓充電，充電電流隨鉛酸電池電壓上升而逐漸減少（即充電電流先大后?。?，當鉛酸電池電能補充到一定程度后，鉛酸電池的電壓也會上升至充電器的設定值，充電器的紅色指示二極管熄滅，綠色指示二極管隨即點亮，充電器自動轉入第二階段的涓電流浮充充電；第二類是三階段式，即先恒流充電，而后恒壓充電，當鉛酸電池的電壓上升至充電器的設定值，充電器的紅色指示二極管熄滅，綠色指示二極管隨即點亮，充電器自動轉入第三階段的涓電流浮充充電。
從以上設計方案可知：無論是兩階段式充電還是三階段式充電，最后階段都是涓電流浮充充電。實踐證明：對鉛酸電池適當時間的涓電流浮充充電，不僅是更進一步充足電量，更重要的是對鉛酸電池的修復和保養(yǎng)，防止鉛酸電池形成不可逆的硫酸鹽化，簡稱“硫化”。實踐驗證，一般以 2~3小時的涓電流浮充充電為宜，過充或充電不足都會嚴重危害鉛酸電池的正極板，大大縮短鉛酸電池的使用壽命。筆者針對以上充電情況，自制了一款簡易的電動車鉛酸電池充電器智能定時插座，該智能定時插座能對充電器最后階段涓電流浮充進行定時，當涓電流浮充到達設定值后，智能定時插座自動切斷充電器及自身的交流電源，結束充電，不必再人工斷電。本人將智能定時插座應用于自己森地牌YBC-48L型（14Ah）充電器，深感方便。隨后相繼給許多親戚朋友的充電器也設計制作了同樣的定時插座，通過使用，大家都覺得既延長鉛酸電池的使用壽命，也免除了天天人工斷電之苦。
一、智能定時插座如何工作
智能定時插座的電路見圖1，共由交流電源開關、電磁脫鉤線圈驅動電路、定時電路、直流電源電路4部分組成。將該電路插上電源插頭，按下交流電源開關S1按鈕，接通220V交流電源即可開始工作。220V交流電源一路經14V電源變壓器T降壓、橋式整流電路整流、濾波電容 C1濾波、三端穩(wěn)壓集成電路IC1穩(wěn)壓、濾波電容C2濾波產生穩(wěn)定的+12V直流電源，該+12V分三路輸出：（1）經R4加到LED2作+12V直流電源工作指示。（2）經R3、VD2、LED3串聯穩(wěn)壓后經C3濾波加到穩(wěn)壓調整管VT4基極，使VT4將+12V穩(wěn)壓為2.1V，由VT4發(fā)射極輸出，該 2.1V經C4濾波后加到石英小鬧鐘電源正負極為其提供直流電源（提示一點：2.1V高了些，石英小鬧鐘走時稍快一些,定時值按4~5小時即可）。（3）加到開關S1的電磁脫鉤線圈上。
220V交流電源另一路經定時插座加到充電器，當充電器還未轉入浮充充電狀態(tài)時，充電器的紅燈LED1得電發(fā)光，LED1兩端的2V電壓經插頭P1、插孔J1、電阻R2加到VT3基極，VT3飽和導通，將2.1V穩(wěn)壓調整管VT4基極短路到地，穩(wěn)壓調整管VT4截止，石英小鬧鐘無直流電源供給而不工作，當充電器轉入涓電流浮充充電階段時，充電器紅色二極管LED1兩端變?yōu)榱汶妷合纾ǔ潆娖骶G色二極管則發(fā)光），此時VT3也因基極零電壓而截止，電源調整管VT4正常導通，輸出2.1V直流電源，石英小鬧鐘得電開始計時，當計時到預先設定值時，石英小鬧鐘輸出低電平音頻脈沖訊響信號，該低電平音頻脈沖信號通過VT2放大整流經電容C5濾波輸出一直流電壓，使VT1飽和導通，開關S1電磁脫鉤線圈得電產生磁力，使開關按鈕脫鉤跳開，斷開交流電源，從而實現自動結束充電。
二、元件選擇
元件選擇如電路原理圖上的標注：VT1、VT3、VT4 選用S8050 型三極管，VT2 選用S8550 型三極管，IC1選用LM7812，VD1 選用IN4148 型二極管，VD2～D6選用IN4007型二極管，LED1、 LED2選用普通紅色發(fā)光二極管，LED3 選用普通綠色發(fā)光二極管，R1選用2kΩ 普通電阻，R2 選用10kΩ普通電阻，R3、R4 選用1kΩ 普通電阻，開關S1 選用KDC-A01-06Y 型的，P1和J1 分別選用普通單聲道耳機插頭、插孔。變壓器T 選用3W/14V 電源變壓器， C1 選用1000μF/25V 電解電容，C2、C3、C4 選470μF/25V電解電容， C5 選用47μF/25V 電解電容。實物如圖2所示。焊好的電路見圖3。
三、智能定時插座的安裝與使用說明
筆者利用萬能印制板來焊接本定時插座電路，安裝時注意，一定要將石英小鬧鐘內的小揚聲器拆除，小揚聲器正極所接位置接三極管VT2發(fā)射極，小揚聲器負極所接位置接三極管VT2基極，引線見圖4。本人焊接成的定時插座電路與充電器連接如圖5所示。
在充電前，先將定時值設好，將充電器控制信號輸出插頭P1和定時控制信號引入插孔J1連接好，充電器與蓄電瓶連好，插好交流電源插頭，最后按下開關S1按鈕，智能定時插座會自動在充電器轉入浮充充電狀態(tài)時開始計時，并在定時值達到時結束充電。當充電器因蓄電瓶出問題（比如過度失水）而無法轉入浮充充電狀態(tài)時，將充電器插頭P1和定時插座間的插孔J1斷開，定時插座則通電開始計時, 當定時值達到時自動結束充電。
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