专利名称:自动限流保护恒流充电机的制作方法
本实用新型是一种改进的自动限流保护恒流充电机，在现有的同类型产品中，尽管其线路也具有同样的主电路部份和各式各样的保护回路，但是由于设计上的欠周到，不然就是环节过多，造成其保护性能较差。其中最关键的是过流保护性能均欠妥善。因此充电机极易损坏，给国家和人民都带来损失。
本实用新型的目的是提供一种改进后成为经久耐用，自动限流保护恒流充电机。用简单的控制回路，同时达到了以下几项性能1、不怕短路，不会过流。
2、恒流充电性能。
3、延时软启动性能。
4、硬特性带负载性能。
适合在170V～240V电压波动范围内工作，充电电流零至15安培连续可调。适用于对酸性蓄电池充电。当电网电压低至170伏特，充1～10个伏电瓶可达13安培。充1～20个6伏电瓶可达8安培。
本实用新型的性能是以如下几项措施综合达到的；本实用新型的主电路由一只可控硅与阻容吸收电路和弛张振荡器触发电路构成。因此本实用新型系半波脉动充电。可控硅在加反向电压时处于关断状态，在此10毫秒的停止充电时间内，正好使电瓶内的三种极化反应得到一些缓解。所以充电效果较好，主电路中的阻容电路用来吸收过电压，另外采用典型单结晶体管弛张振荡器以触发可控硅。
由于可控硅热容量较小过载能力很弱，三倍过电流15个周波内立即损坏，而15个周波仅一秒钟的三分之一。因此本机保护重点是放在过流保护方面。因此本机同时采用了防短路、防过流、防瞬变干扰、及延时软启动等措施，以避免可控硅遭遇过流冲击。
由于本设备的电源是直接从交流电网经二极管D1整流，再经限流电阻R1，稳压管DW1限幅削波后取得，以作为直流电源电压的。所以外电源的不稳定和杂波干扰，均可能串入到BG1的基极和DJG的基极b2～b1，上去影响其稳定性，因此作为过流保护的第一步是削弱干扰能量，以增强稳定性，以防止可控硅的误触发而导致过流。本实用新型在这里采用低动态电阻稳压管2cw16，以利于释放干扰脉冲。同时尽量增大电阻R1的阻值，以增加稳定性和削弱串入的干扰能量。本机把R1增大到30K～36K后稳定性较好。
作为过流保护的第二步，本实用新型力求在主电路应导通的半波内，严格地控制住驰张振荡器上电容器C3的充电电流的RC时间常数，以形成一个稳定的触发角，并使控制回路及时有效地抑制住电源突变、闪络、短路、谐波等瞬变过程。本实用新型在弛张振荡器的RC电路中采用BG1作可变电阻。控制信号经BG2、BG3复合放大后，加在BG1的基极上，通过改变控制信号的大小来改变BG1的导通程度，因而改变电容C3的RC充电时间常数来改变单结晶体管的导通时间。从而改变了输出脉冲的相位，以实现可控硅的相控触发。控制信号的强弱是由取样回路根据主电路电流的大小自动反馈的，取样信号回路主要由电流互感器组成，为了使互感器二次侧电压信号尽可能与电流同相位。采用了全波整流，还用较细的导线绕作二次侧，以增大内阻，减小感抗。同时在二次侧并联一只无感电阻R2，电阻R2的阻值取得适当，可达到线性度良好的直流电压信号，以保证直接短路时充电机电流也不超过16安培。
作为过流保护的第三步，也即最重要的一步，是要求输出端，负载接近于零或直接短路时，控制回路的起控速度要越快越好。也即短路瞬间产生的冲击电流，必须及时地被抑制住。本实用新型采用的方法是将取样后的信号电压，直接加在复合管放大器的基极上。在任何时刻弛张振荡器中电容器C3上的充电电流由它控制。当主电路电流增加时，取样信号电压，也同时同步上升。复合管放大器BG2、BG3的基极电流增加。导通程度增加，促使BG1基极电流减小，BG1导通程度减弱，弛张振荡器中电容C3上的充电速度减慢，使到达Vp的时间推迟，可控硅导通角后移；反之也类似。由于把同相位的信号电压，直接加在抑制回路上，及时控制着弛张振荡器中电容C3的充电时间，使得本机即使在输出端直接短路时合闸，充电机电流也不会骤然猛升，而是往复摆动着上升到15－16安而止。这种软启动特性，能同时减缓可控硅的di／dt电流的上升率和有效地避免过电流冲击可控硅。
作为过流保护的第四步，本实用新型增设了吸收回路，以防止由于瞬变现象导致弛张振荡器不稳定而误触发可控硅，以致过流冲击。利用电容两端电压不能突变而高频波能顺利通过电容器的道理，在BG1基极上加了一个大电容以滤去高频干扰波，稳定基极电位。吸收回路加在BG1偏流电阻R3R4之间，由二极管2APD4和大电容器C2串联，在C2两端并联一个释放电阻R5组成。因2AP为锗管其伏安特性低于硅管BG1的be极的伏安特性。当接通电源时电流先通过2AP向C2充电，待电容器C2上电压逐渐上升时，BG1基极电位才跟着上升。因而才有充电电流跟随着缓慢地上升，毫无冲击现象。成了延时软起动特性。假若有干扰信号串入时，也只会先流向C2，被电容C2吸收。这样可有效地躲过串入的干扰信号，使BG1的基极不受干扰，所以充电电流极为稳定。
本实用新型具有较好的恒流充电性能。其工作原理如下当主电路充电电流为任一值时，取样信号与偏流配合，控制着弛张振荡器中电容C3上充电电流，当升流电位器调定后，如果当充电机电流因某种原因而升高时，则取样信号电压也上升，使BG1基极偏流减小，弛张振荡器中的电容器充电速度减慢，可控硅导通角后移，充电电流下降。当主电路中充电电流下降时，取样信号也同时减弱，则BG1偏流上升，电容器C3上充电速度加快，导通角前移，主电路充电电流回升。本机的调流电位器W2，放置在任一值时，都具有恒流充电特性，充电电流不因蓄电池电压升高而减小。这种恒流充电特性，可缩短充电时间和减轻劳动程度。W1为限流电位器，可把电流限制在1～15安培内的任一值。
下面结合附图对本实用新型作进一步叙述附图(1)为本机工作原理图。
参看附图(1－1)虚线内为本实用新型的主电路由阻容电路与一只可控硅并联，并由典型的弛张振荡器来触发可控硅。
可控硅按下式选择2×220V×(1.5～2)倍。
图中C4为0.2μ400V的电容器，R8为50Ω4瓦电阻。C4与R8串联组成阻容吸收电路，并联在可控硅阴阳极两端，以吸收过电压。弛张振荡器电源，由二极管D1、限流电阻R1、低动态电阻稳压管DW1组成。D1选用400V以上2CP型二极管，R1选在30K～36K稳定性较好。DW1为2CW16，BG4为BT33，分压比η取0.5即可。R6为430Ω，R7为120Ω，C3为0.1～0.15μ。限流电位器W1为68K，调动它可把本机电流限制在1～15安内的任一值。调流电位器W2为100K，用它来调节充电电流的大小。
参看附图(1－2)本实用新型的取样信号回路，采用全波整流，由电流互感器及二极管D2D3和无感电阻R2组成。二极管D2D3均为2CP50V，R2的阻值在2～8Ω之间，调试中决定。在R2上再并联一个热敏电阻R9后，可使充电电流更加恒定。电流互感器的铁芯采用GEI－12迭厚12毫米，在一次侧绕1～2匝，二次侧用φ0.14毫米，漆包线绕2×150匝组成。
参看附图(1－3)吸收回路中D4为2AP6二极管，C2容量越大吸收干扰的性能越好，对电源突变、闪络、短路、谐波等瞬变过程串入的干扰能量，均先被电容C2吸收，加不到BG1的基极上去，因而使得本机充电电流极为稳定。设施这样的吸收回路与前三步配合后，形成了一个较为全面的过流保护控制回路，是本实用新型的独特之处。图中R5为释放电阻。R4选用40K～100K，为了削弱串入到BG1基极的干扰信号，把R4选得大些为好。偏流电阻R3在80K～200K之间，由调试决定。
参看附图(1－4)中BG2、BG3为3DK型组成的复合放大管与取样信号直接连接，用来控制BG1的基极电流，因而形成一套完整的自动控制回路，图中DW2用2CW10，C1为20μ电解电容，在这里起限幅滤波作用。
本实用新型电路简单、操作简便、抗干扰能力强、可靠性高、不怕短路、不会过流，并且具有良好的延时软启动特性、恒流充电特性和硬特性带负载性能，所以经久耐用。
权利要求
1.自动限流保护恒流充电机，具有主电路和取样信号回路；其特征在于主电路与取样回路之间，还连接有复合管放大电路和加在BG1偏流电阻R3R4之间的抗干扰的吸收电路。
2.根据权利要求
1所述的自动限流保护恒流充电机其特征在于取样回路，由电流互感器、无感电阻及整流电路组成，并直接加在复合管的基极上。
3.根据权利要求
1所述的自动限流保护恒流充电机其特征在于吸收回路中锗二极管D4和大电容C2串联，在C2两端又并联一个释放电阻R5。
4.根据权利要求
1所述的自动限流保护恒流充电机其特征在于主电路中，触发可控硅的弛张振荡器的电源的限流电阻R1为30K～36K。
专利摘要
本实用新型是一种改进的自动限流保护恒流充电机，它的主电路仅由一只可控硅与阻容电路相并联构成。其反馈信号电压，由电流互感器的线圈并联无感电阻及整流电路取出，并且直接加在抑制回路复合管放大器的基极上。本实用新型电路结构简单、可靠性高、不怕短路、不会过流、抗干扰能力强，并且具有良好的延时软启动性能、恒流充电特性和硬特性带负载性能，经久耐用，适用于酸性蓄电池充电。
文档编号H02J7/10GK86204821SQ86204821
公开日1987年1月14日 申请日期1986年7月10日
发明者牟乃骏 申请人:牟乃骏导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan