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【設(shè)計大賽】14.8V 6A鉛酸電池充電器設(shè)計\制作\改進(附電路圖\原理圖\實物圖)

參賽類型:開關(guān)電源

本文介紹了一種簡單的反激式90W的鉛酸電瓶充電器開發(fā)和制作過程,總用時2周完成

本人文筆很差,想到哪就寫哪,若有前言不搭后語的地方請多多包涵哈~

先上原理圖

 

 這是最初的,基本型,僅有初級的限流功能.限流比較粗糙,單獨做一個兩個可以,不適合批量生產(chǎn).我這樣也就玩玩做做,提高下自己的動手能力而已.

后期的經(jīng)過數(shù)次改良,加入了充電指示燈以及次級精確限流電路,還有簡單的防反接保護功能,電流也提高到最終的6A輸出.

上最終版的實物圖(其實這個還是不理想,后來又改了初級的整流二極管為RL207,這樣就很穩(wěn)定了.不會出現(xiàn)插電源就燒保險的情況.)

   

3842的原理不用多講了.這論壇的人都知道這原理圖是3842的典型用法了.穩(wěn)壓用431.這里推薦用后綴為AA的.精度很高.單一個A的精度有誤差,會造成生產(chǎn)過程中偏差太大.其實,自己做一個兩個的,隨便用了,可以調(diào)節(jié)分壓電阻的阻值來微調(diào)電壓的呢.

按原理圖搭建出的模型可以穩(wěn)定工作.這里的頻率是65K.變壓器用PQ2620.初級40匝用0.41的線,一根即夠.次級用0.67的三根,雖然理論上有趨膚效應(yīng)的影響,但畢竟只有6匝,影響不大,可以忽略.3842的供電繞組0.41繞7匝.電感量0.33--0.36MH.

實際發(fā)熱溫度,在有風(fēng)扇的情況下變壓器不超過60攝氏度,我這里室溫25度測量.MOS管得看型號了,從4N60到10N60都可以用,當(dāng)然4N60發(fā)熱最大在65度,因為導(dǎo)通壓降大.用10N60的時候溫度都沒超過35度的.

后期的改進中加入了358,當(dāng)比較器用,可以精確控制次級的電流.并且可以做成三段式的充電器.檢測電流的電阻,也換成了水泥電阻0.02歐姆/5W的.發(fā)熱很小,損耗很小.雖然廠家說誤差5%,但實際使用的時候誤差小于2%.本來這個水泥電阻是打算做14.8V12A充電器用的.用在這里有些大了.

保險絲旁邊的插座是插12V風(fēng)扇的,我直接用輸出14.8V供給風(fēng)扇.實際測驗的時候發(fā)現(xiàn)12V的風(fēng)扇耐壓能達到25V.真驚訝,所以用在這個電壓上是不會有任何問題的.

次級整流管也由原來的兩只SF56換成了三只31gf4.發(fā)熱小了很多.雖然成本高了.但不用擔(dān)心引腳上焊錫老化的問題了.

 

全部回復(fù)(40)
正序查看
倒序查看
2012-07-02 12:16

附上PCB圖:

 

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bdzn
LV.9
3
2012-07-02 17:11
@tanb006
附上PCB圖:[圖片] 
不錯。
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bdzn
LV.9
4
2012-07-02 17:15
樓主的水泥電阻是什么用途呀。
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IGBT2010
LV.8
5
2012-07-02 17:43
@tanb006
附上PCB圖:[圖片] 
占座?。?！
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2012-07-02 20:10
@bdzn
樓主的水泥電阻是什么用途呀。
次級檢測電流用的.電阻兩段電壓是毫伏級別的.所以得用運放了.如果只是1--3A的電流,完全可以用單只3W電阻+一個三極管就組成限流電路了.
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老梁頭
LV.10
7
2012-07-03 21:56
@tanb006
次級檢測電流用的.電阻兩段電壓是毫伏級別的.所以得用運放了.如果只是1--3A的電流,完全可以用單只3W電阻+一個三極管就組成限流電路了.

很好

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寸草生
LV.5
8
2012-07-03 23:09
PQ2620你能做90W？還有后面的次級整流管你用RL207???能告訴你選擇的依據(jù)嗎 謝謝
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linug
LV.4
9
2012-07-03 23:22
@寸草生
PQ2620你能做90W？還有后面的次級整流管你用RL207???能告訴你選擇的依據(jù)嗎謝謝
你看錯了,樓主說的次級用了三只31gf4
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linug
LV.4
10
2012-07-03 23:25
@tanb006
次級檢測電流用的.電阻兩段電壓是毫伏級別的.所以得用運放了.如果只是1--3A的電流,完全可以用單只3W電阻+一個三極管就組成限流電路了.
怎么沒有恆流部分的原理圖呢???
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2012-07-03 23:34
@linug
怎么沒有恆流部分的原理圖呢???
次級恒流是用358組成的比較電路來實現(xiàn)的,一般使用4733獲得的5.1v電壓,這個5.1V經(jīng)過兩個電阻來分壓,用來限定最高電流.然后這個分壓的電壓和水泥電阻兩端的電壓值做比較,就可以判斷是高于限定電流還是低于限定電流了.再由358輸出比較的結(jié)果,進入光耦,直接參與電壓電流的調(diào)節(jié).
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2012-07-03 23:49
@寸草生
PQ2620你能做90W？還有后面的次級整流管你用RL207???能告訴你選擇的依據(jù)嗎謝謝

實際上已經(jīng)做出來了.頻率65K.90W絲毫沒有問題的.滿功率,沒有加風(fēng)扇,老化48小時.室溫25度左右,變壓器表面溫度沒超過85度.

不要懷疑PQ2620的功率.只要線繞的下,功率就能出來.

這么大功率的理論依據(jù)很難說明白,磁芯不是廠家買的,商家只說是PC40的料.實際上按經(jīng)驗測量中心柱電阻,在15K附近.所以選65k的頻率.這只是個人經(jīng)驗.

另外,前幾天,我還用PQ2625做出了135W的電源.無風(fēng)扇,開放式,室溫25度,變壓器表面溫度穩(wěn)定在82度.加風(fēng)扇,裝殼后,溫度穩(wěn)定在61度附近.

次級的整流管是我文筆不好,說的比較亂,讓您看花眼了.不好意思哈.感謝Linng幫我回復(fù).

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jiucheng
LV.3
13
2012-07-04 09:19
lz做的確實不錯，支持參賽。
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meiguihai
LV.4
14
2012-07-04 13:38

學(xué)習(xí)一下

 

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meiguihai
LV.4
15
2012-07-04 13:39
@tanb006
附上PCB圖:[圖片] 
單面板
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meiguihai
LV.4
16
2012-07-04 13:40
@老梁頭
很好[圖片]
不錯
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meiguihai
LV.4
17
2012-07-04 13:40
@jiucheng
lz做的確實不錯，支持參賽。
樓主不講一下原理
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2012-07-04 19:47
@meiguihai
樓主不講一下原理

這個原理已經(jīng)相當(dāng)簡單了.3842的反激電源用了幾十年了.壇子里再講3842,那我就是班門弄斧了.

如果要講,你希望聽到初級部分還是次級部分的原理呢?

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longgexu
LV.3
19
2012-07-04 20:28
電路比較簡單，好壞用過才知道
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2012-07-04 21:41
@longgexu
電路比較簡單，好壞用過才知道
的確是的,得在用的過程中發(fā)現(xiàn)問題,才能一步步的改進.謝謝指導(dǎo)~
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linug
LV.4
21
2012-07-05 00:23
@tanb006
的確是的,得在用的過程中發(fā)現(xiàn)問題,才能一步步的改進.謝謝指導(dǎo)~

12V/15AH的電池用多大的電流充電呢?充到多少伏轉(zhuǎn)為浮充?浮充的電流多少?怎么判斷電池已經(jīng)充滿?充滿電了會自動斷開充電嗎?樓主能說說嗎?我有個15AH的電池,我也想做一個快充.

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2012-07-05 08:42
@linug
12V/15AH的電池用多大的電流充電呢?充到多少伏轉(zhuǎn)為浮充?浮充的電流多少?怎么判斷電池已經(jīng)充滿?充滿電了會自動斷開充電嗎?樓主能說說嗎?我有個15AH的電池,我也想做一個快充.

15AH的電瓶,最大充電電流不大于15*0.3=4.5A,即可認(rèn)為是電池能承受的最大電流,這個電流被電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的速度限制.理論充電電流為15*0.12=1.8A.

充電到14.8(電池兩端電壓),電流會逐步減小,當(dāng)14.8V時\電流小于15*0.025=0.375A的時候,即可認(rèn)為電池已經(jīng)完成大電流充電,可以轉(zhuǎn)為13.8V的涓流充電了.此時,電池大約充入90%--95%的電量.繼續(xù)充電到100%是不現(xiàn)實的,因為鉛酸電池是有自放電的.

充滿自動斷電,可以實現(xiàn).但效果不如13.8V浮充來的好.

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meiguihai
LV.4
23
2012-07-05 09:08
@tanb006
這個原理已經(jīng)相當(dāng)簡單了.3842的反激電源用了幾十年了.壇子里再講3842,那我就是班門弄斧了[圖片].如果要講,你希望聽到初級部分還是次級部分的原理呢?
我想問的也是21貼的，電池充電這一塊，因為你的圖上沒有顯示充電電路
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2012-07-05 11:12
過來學(xué)習(xí)一下。。。。呵。。。
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fengxunshi
LV.5
25
2012-07-05 13:59
@dxsmail
過來學(xué)習(xí)一下。。。。呵。。。
學(xué)習(xí) ing,
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2012-07-06 16:05
@meiguihai
我想問的也是21貼的，電池充電這一塊，因為你的圖上沒有顯示充電電路
用358組成的比較器電路.這幾天忙其他的樣品,過一兩天畫358的局部圖上傳.請稍等兩天哈.
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2012-07-07 19:14
@dxsmail
過來學(xué)習(xí)一下。。。。呵。。。
旅長啊,別謙虛了哈,指導(dǎo)指導(dǎo)啊~我剛學(xué)電源的,沒經(jīng)驗,您給點評點評~
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hbzjcjw
LV.10
28
2012-08-25 15:10
6A電流用3只塑封二極管，散熱夠嗎？我的PQ2620做到了9A12V
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2012-08-30 10:28
@hbzjcjw
6A電流用3只塑封二極管，散熱夠嗎？我的PQ2620做到了9A12V

散熱足夠的.這31gf4我實際測試過.單只\直流流過5A都不會燒,而且在5A下通電了兩小時,表面溫度150度.的確沒壞.所以才放心的用.

在板上實測31gf4的溫度也只有55度表面溫度.

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zengtx
LV.6
30
2012-08-31 17:27
@tanb006
實際上已經(jīng)做出來了.頻率65K.90W絲毫沒有問題的.滿功率,沒有加風(fēng)扇,老化48小時.室溫25度左右,變壓器表面溫度沒超過85度.不要懷疑PQ2620的功率.只要線繞的下,功率就能出來.這么大功率的理論依據(jù)很難說明白,磁芯不是廠家買的,商家只說是PC40的料.實際上按經(jīng)驗測量中心柱電阻,在15K附近.所以選65k的頻率.這只是個人經(jīng)驗.另外,前幾天,我還用PQ2625做出了135W的電源.無風(fēng)扇,開放式,室溫25度,變壓器表面溫度穩(wěn)定在82度.加風(fēng)扇,裝殼后,溫度穩(wěn)定在61度附近.次級的整流管是我文筆不好,說的比較亂,讓您看花眼了.不好意思哈.感謝Linng幫我回復(fù).
"實際上按經(jīng)驗測量中心柱電阻,在15K附近.所以選65k的頻率.這只是個人經(jīng)驗."這個經(jīng)驗可以詳細介紹下么?求解答
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2012-08-31 18:40
@zengtx
"實際上按經(jīng)驗測量中心柱電阻,在15K附近.所以選65k的頻率.這只是個人經(jīng)驗."這個經(jīng)驗可以詳細介紹下么?求解答

我只對國內(nèi)電子零售市場里的磁芯做過測試，大約有幾十種。哪個廠家的無從考證了，可以肯定的是：這個經(jīng)驗只適合國產(chǎn)磁芯。

先說進口的：進口的測過十多個拆機的。中柱與邊柱之間的電阻普遍都在2--5K之間，進口的電源頻率都在65--150K左右。這應(yīng)該是磁芯材料不同的原因。

國產(chǎn)的基本在5---15K這個范圍。也多用于50K以下頻率。這是根據(jù)拆機實測得到的經(jīng)驗。換句話說，應(yīng)該都是低擋磁芯PC40一類的。不論是實測樣品，還是進行應(yīng)用實驗，都證明了我在市場上買的到的零售的磁芯，都符合一個特點：電阻越大，可以做的頻率就可以越高。

低阻的磁芯在100K的時候發(fā)熱明顯，高阻的發(fā)熱就好很多。

這個經(jīng)驗與大廠的磁芯無關(guān)。每個廠家磁芯的配方都不同。我從深圳買的PC44的，和從天通買的PC44就稍有不同，深圳的更熱一點。重量也略輕2克左右。

 

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