這篇文章解釋了一個(gè)簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的SCR觸發(fā)電池充電器電路，可以有效地用于為所有類型的電池充電，包括鉛酸電池，鎳鎘電池組，鋰離子電池等。

這種SCR充電器可以在大多數(shù)汽車車庫(kù)中看到，并且由于該裝置的高可靠性和低維護(hù)功能，在汽車修理工中非常受歡迎。

主要特點(diǎn)

由于使用了SCR，因此完全充電截止點(diǎn)比基于晶體管的電池充電器系統(tǒng)清晰準(zhǔn)確。

本設(shè)計(jì)中使用了兩個(gè) SCR，一個(gè)是高功率 SCR，通過(guò)提供所需的電流為電池充電，而另一個(gè)是低功率 SCR 監(jiān)控電池的電壓電平，并在電池電壓達(dá)到完全充電水平時(shí)立即切斷電源 SCR 的柵極電源。

由于 SCR 的電流范圍甚至高達(dá) 1000 安培，因此電池充電器沒(méi)有任何范圍限制，幾乎任何最高電平的電池都可以與該充電器電路一起使用。

與基于繼電器的電池充電器相比，SCR 電池充電器本質(zhì)上是完全固態(tài)的，沒(méi)有任何磨損，其觸點(diǎn)不斷經(jīng)歷火花和退化，直到繼電器最終磨損和故障。但是這種SCR系統(tǒng)沒(méi)有這樣的問(wèn)題，因?yàn)檫@些設(shè)備非常持久，可以無(wú)限使用。

可控硅電池充電器的優(yōu)點(diǎn)

如上所述，與其他傳統(tǒng)類型的電池充電器相比，基于 SCR 的設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)勢(shì)：

幾乎沒(méi)有磨損，因此使用壽命最長(zhǎng)

SCR 具有極端電流范圍，因此可以使用 1000 mAh 至 1000 Ah 的任何電池。

大型散熱器可通過(guò)螺栓連接，通過(guò)簡(jiǎn)單的散熱器螺栓連接設(shè)施實(shí)現(xiàn)高效工作

可在柵極電壓低至 2 V 時(shí)觸發(fā)

比 MOSFET 和繼電器更便宜、更緊湊

由于內(nèi)部堅(jiān)固的特性，可靠且無(wú)限的ON/OFF開(kāi)關(guān)壽命

易于使用和配置

電路說(shuō)明

參考下面示出的大功率可控硅電池充電器電路，主要功能可以從以下幾點(diǎn)來(lái)理解：

SCR1 = 10 至 20 安培，SCR2 = C106，R2 和 R3 的額定功率必須為 10 瓦，D1、D2 = 6A4 和 D3 = 1N4007，ZD1 = 6V 1 瓦齊納

中心抽頭變壓器用作為電池充電的電源。它必須具有適當(dāng)?shù)念~定值才能處理電池充電電流。優(yōu)選對(duì)于鉛酸蓄電池，變壓器的電流容量必須小于蓄電池Ah值的10至8倍。因此，對(duì)于 100 Ah 電池，變壓器必須為 12 安培，對(duì)于 500 Ah 電池，這可以額定為 60 安培，依此類推。來(lái)自電池的降壓交流電使用二極管D1、D2進(jìn)行全波整流。

您可以看到二極管之后沒(méi)有使用濾波電容器，原因有兩個(gè)：

如果使用干凈的直流，則SCR1將被永久鎖存，并且無(wú)法通過(guò)消除其柵極偏置來(lái)切斷

電池通常不需要平穩(wěn)的直流充電，只要充電電流為直流電就可以了，具有恒流和完全充電截止。

當(dāng)電源接通時(shí)，無(wú)論電池電壓如何，電容器C1都確保其將SCR2柵極接地并抑制導(dǎo)通。

當(dāng) SCR2 開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，來(lái)自 D1/D2 的直流很容易到達(dá) SCR1 柵極，并觸發(fā)其開(kāi)啟。

SCR1現(xiàn)在開(kāi)始通過(guò)其陰極和接地向連接的電池提供充電電壓和電流。

變壓器的整個(gè)電源電壓現(xiàn)在下降并穩(wěn)定到電池放電水平。發(fā)生這種情況是因?yàn)樽儔浩麟娏鞅入姵?Ah 值小 10 倍，這迫使其降至電池放電水平。因此，如果電池的初始放電水平為11 V，則變壓器的直流電也會(huì)降至11V，并隨著SCR1逐漸為電池充電而緩慢上升。

使用R1/R5構(gòu)建的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在開(kāi)始監(jiān)測(cè)電池電壓。C1現(xiàn)在的作用類似于濾波電容，通過(guò)上述電阻分壓器穩(wěn)定SCR2的柵極輸入。

最初，R1預(yù)設(shè)設(shè)置為當(dāng)連接的電池達(dá)到其完全充電水平時(shí)，SCR2 只是打開(kāi)。例如，對(duì)于 12 V 電池，可以設(shè)置 R1，使 SCR2 柵極的 ZD1 齊納二極管在電池電壓達(dá)到約 14.3 V 時(shí)剛開(kāi)始導(dǎo)通，以便 SCR2 能夠以大約 14.3 V 的電壓點(diǎn)火，并切斷 SCR1 柵極電源。

因此，當(dāng)電池充電并達(dá)到預(yù)定值時(shí)，C1兩端的電壓足夠高，允許齊納ZD1導(dǎo)通。這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致SCR2點(diǎn)火，從而將SCR1的柵極電壓拉到地，從而抑制其柵極偏置。

SCR2進(jìn)入永久閉鎖模式，因?yàn)樗臇艠O具有C1形式的濾波電容，因此它能夠獲得閉鎖所需的純直流電。

上述情況導(dǎo)致SCR1關(guān)閉，并切斷電池的充電電流。

在此之后，由于沒(méi)有充電電壓，電池電壓開(kāi)始緩慢下降，直到達(dá)到穩(wěn)定充電狀態(tài) （SoC），對(duì)于充滿電的 12 V 電池，該狀態(tài)可能在 12.6 V 至 12.8 V 左右。

由于SCR2是鎖存的，因此電池電壓降至其SoC水平不會(huì)對(duì)充電器的關(guān)斷情況造成任何影響。

SCR充電器電路無(wú)限期地保持這種狀態(tài)，直到電池被移除或輸入電源被關(guān)閉并再次打開(kāi)一個(gè)新的周期。

如何設(shè)置

SCR充電器電路可以設(shè)置為完全充電切斷動(dòng)作，如以下幾點(diǎn)所述：

將部分放電的電池連接到電路。

在指示點(diǎn)上連接適當(dāng)額定電流表。

在電池上連接電壓表，設(shè)置在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

現(xiàn)在，打開(kāi)電源，以便電池開(kāi)始通過(guò) SCR1 充電。

當(dāng)您發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)幾乎為零，電壓表讀數(shù)幾乎達(dá)到完全充電水平時(shí)，請(qǐng)開(kāi)始調(diào)整 R1 預(yù)設(shè)，直到 SCR1 剛剛切斷。

出于指示目的，紅色 LED 可以與 R4 串聯(lián)連接。

當(dāng)此 LED 開(kāi)始發(fā)光后立即進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可以假設(shè) SCR2 已打開(kāi)，而 SCR1 已關(guān)閉。

SCR大功率電池充電器電路的設(shè)置現(xiàn)已完成。

您現(xiàn)在可以嘗試使用新的放電電池實(shí)施充電器，并在設(shè)置的滿電池閾值水平下見(jiàn)證自動(dòng)切斷過(guò)程。

帶涓流電流的 SCR 充電器

下一個(gè)基于SCR的電池充電器電路是涓流充電器，其輸出電流隨著電池電壓的增加而下降。聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)吧？當(dāng)電池充電到最大完全充電水平時(shí)，充電速率會(huì)自動(dòng)最小化。使用 12.6 伏變壓器，有效提供 3 到 5 安培。

在電池獲得最大充電電流期間，電阻R1和二極管D1在SCR1上切換，以便能夠向電池提供全部電流。您可以發(fā)現(xiàn)R6和R3上的電壓相當(dāng)?shù)停@導(dǎo)致D2停止導(dǎo)通;關(guān)閉 SCR2。

SCR2能夠觸發(fā)導(dǎo)通的電壓由電位計(jì)R6定義。當(dāng)D2開(kāi)始將柵極電流傳遞到SCR2時(shí)，它導(dǎo)通，導(dǎo)致二極管D1反向偏置。D1的電壓由R1拉動(dòng)，幾乎降至零。這會(huì)阻止 SCR1 激活。隨著電池端電壓的升高，導(dǎo)致電流緩慢和SCR1觸發(fā)角度最小化。