一款電動(dòng)車充電器的可靠性分析

　　筆者經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，制作了一款可靠的電動(dòng)自行車充電器，電路如附圖所示。

　　一     電路特點(diǎn)

　　1．輸出電壓設(shè)定好后(例如36V)，若被充電瓶極板脫落斷開，造成某組電池不通，或出現(xiàn)短路，則電瓶端電壓即降低或?yàn)榱悖�這時(shí)充電器將無輸出電流。

　　2．若被充電瓶電壓偏離設(shè)定電壓，如設(shè)定電壓為36V，誤接24V、12V、6V電瓶等，充電器也無輸出電流，若設(shè)定為24V誤接為36V電瓶，由于充電器輸出電壓低于電瓶電壓，因而也不能向電瓶充電。

　　3．充電器兩輸出端若短路時(shí)，由于充電器中可控硅SCR的觸發(fā)電路不能工作，因而可控硅不導(dǎo)通，輸出電流為零。

　　4．若使用時(shí)誤將電瓶正負(fù)極接反，則可控硅觸發(fā)電路反向截止，無觸發(fā)信號(hào)，可控硅不導(dǎo)通，輸出電流為零。

　　5．采用脈沖充電，有利于延長(zhǎng)電瓶壽命。由于低壓交流電經(jīng)全波整流后是脈動(dòng)直流，只有當(dāng)其波峰電壓大于電瓶電壓時(shí)，可控硅才會(huì)導(dǎo)通，而當(dāng)脈動(dòng)直流電壓處于波谷區(qū)時(shí)，可控硅反偏截止，停止向電瓶充電，因而流過電瓶的是脈動(dòng)直流電。

　　6．快速充電，充滿自停。由于剛開始充電時(shí)電瓶?jī)啥穗妷狠^低，因而充電電流較大。當(dāng)電瓶即將充足時(shí)(36V電瓶端電壓可達(dá)44V)，由于充電電壓越來越接近脈動(dòng)直流輸出電壓的波峰值，則充電電流也會(huì)越來越小，自動(dòng)變?yōu)殇噶鞒潆姟．?dāng)電瓶?jī)啥穗妷罕怀涞秸�流輸出的波峰最大值時(shí)，充電過程停止。經(jīng)試驗(yàn)，三節(jié)電動(dòng)車蓄電池36V(12V／12Ah三節(jié)串聯(lián))，用該充電器只需幾個(gè)小時(shí)即可充滿。

　　7．電路簡(jiǎn)單、易于制作,幾乎不用維護(hù)及維修。

　　二     電路原理

　　AC220V市電經(jīng)變壓器T1降壓，經(jīng)D1-D4全波整流后，供給充電電路工作。當(dāng)輸出端按正確極性接入設(shè)定的被充電瓶后，若整流輸出脈動(dòng)電壓的每個(gè)半波峰值超過電瓶的輸出電壓，則可控硅SCR經(jīng)Q的集電極電流觸發(fā)導(dǎo)通，電流經(jīng)可控硅給電瓶充電。脈動(dòng)電壓接近電瓶電壓時(shí)，可控硅關(guān)斷，停止充電。調(diào)節(jié)R4，可調(diào)節(jié)晶體管Q的導(dǎo)通電壓，一般可將R4由大到小調(diào)整到Q導(dǎo)通能觸發(fā)可控硅(導(dǎo)通)即可。圖中發(fā)光管D5用作電源指示，而D6用作充電指示。

　　三     元件選擇

　　電源變壓器可用BK200型控制變壓器，輸出電壓用36V擋，亦可用4090型200V環(huán)形變壓器，選次級(jí)電壓為22Vx2或20V×2擋串聯(lián)使用。筆者使用的4090型環(huán)變，其次級(jí)電壓為24Vx2、12Vx2、0－6－23V三組，若將其24Vx2擋串聯(lián)(48V)，則輸出電壓太高，充電電流過大(給36V電動(dòng)車蓄電池充電時(shí)，串上電流表測(cè)量平均充電電流約為1.5－1.8A，此為平均值，這時(shí)的峰值電流可達(dá)5－7A以上)，為降低變壓器輸出電壓，將其余的12V×2和O－6V兩組線圈順向串接于初級(jí)線圈中，使次級(jí)輸出電壓降低為空載40V，滿載(平均充電電流為1.2A時(shí))為36V，可滿足使用。由于4090型環(huán)形變壓器市售價(jià)格僅為23元左右。可以降低制作成本。愛好者也可自行繞制變壓器。

　　另外，電路中整流全橋D1－D4可選用8－10A方形全橋，中間有一圓形安裝孔，可安裝在鋁板上以便散熱。可控硅可用1OA／100V金封單向可控硅，將其同整流橋用螺母固定在同一散熱鋁板上。觸發(fā)三極管Q的參數(shù)為Vceo≥60V，IM=1A，可選用2SB536、B564、B1008、B1015或2SA684、A720等管子。R6用作限流保護(hù)作用，若變壓器次級(jí)輸出電壓合適，充電電流(平均值)不超過1.5A，該電阻亦可省去不用。

　　該充電器若用于其他電壓的蓄電池充電(如24V、12V等)，則可選取變壓器的次級(jí)輸出電壓分別為22V－26V、12V－14V等類型，同時(shí)適當(dāng)減小R2和R5的阻值，也可用波段開關(guān)分別控制次級(jí)交流電壓和阻值轉(zhuǎn)換，使該充電器有更大的使用范圍。