自製充電器定時插座的原理及組成分析

自製充電器定時插座的原理及組成分析

佚名 發表於 2017-12-02 08:00:28

這款簡易定時插座能對充電器最後階段涓電流浮充進行定時，當涓電流浮充達設定值後，智能定時插座自動切斷充電器及自身的交流電源而圓滿結束充電，不必再人工斷電。

一、簡易定時插座的電路組成及原理

1.簡易定時插座的電路組成

簡易定時插座的電路如下圖。共由交流電源開關K1、交流電源電開關K1的電磁脫鉤線圈驅動電路、定時電路具、直流電源電路四部分組成。各部分體組成如下：

交流電源開關K1：由彩色電視機常使用KDC—A01—06Y型的帶電磁脫鉤機構的交流關開組成。

交流電源開關K1的電磁脫鉤線圈驅動電路由三極體Q1、Q2。電阻R1、電容C5組成。

定時電路：由帶定時訊響功能的石英小鬧仲引入定時啟動控制信號的插頭P1、引出定時啟動制信號的插孔J1、電阻R2和定時啟動控制三極體03組成。

直流電源電路：先由電源變壓器T、橋式整流二極體D3-D6、濾波電容C1、C2、三端穩壓集成ICI構成的+12V直流電源。再由電阻R4及LED2構成+12V直流電源工作指示電路。最後由R3、D2LED3、C3、C4、三極體04組成石英小鬧鐘2.1V電電路。

2.工作原理

見下圖，插上電源插頭，按下交流電源開關K1按鈕，接通220V交流電源。

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、三端穩壓集成電路IC1穩壓、濾波電容C2濾波產生穩定的+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、D2、LED3串聯穩壓後經C3濾波加到穩壓調整管Q4基極使Q4將+12V穩壓為2.1V由Q4發射極輸出，該2.1V經C4濾波後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高了點，但石英小鬧鐘因有石英晶振鎖頻而走時不變。③加到開關K1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時，充電器的紅燈LED1得電發光。LED1兩端的2V電壓經插孔J1、插頭P1、電阻R2加到Q3基極，使Q3飽和導通，將2.1V穩壓調整管Q4基極短路到地，穩壓調整管Q4截止，石英小鬧鐘則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，充電器紅色二極體LED1兩端變為零電壓熄滅(充電器綠色二極體則發光)，此時Q3也因基極零電壓而截止，電源調整管Q4則正常導通輸出2.1V直流電源，石英小鬧鐘則得電開始計時，當計時到預先設定值時，石英小鬧鐘則輸出低電平音頻脈衝訊響信號到Q2的基極，該低電平音頻脈衝信號通過Q2放大整流後再經電容C1濾波輸出一直流電壓，使Q1飽和導通，開關K1電磁脫鉤線圈則得電產生磁力而使開關按鈕脫鉤跳開而斷開交流電源而實現自動結束充電。

二、元件選擇

各元件選擇如電路原理圖上的標註：Q1、Q3、Q4選用$8050型三極體，Q2選用S8550型三極體，IC1選用LM7812，D1選用IN4148型二極體，D2～D6選用IN4007型二極體，LED1為充電器自身的紅色充電二極體，再次不需要準備，LED2選用普通紅色發光二極體。LED3選用普通綠色發光二極體，R1選用2k普通電阻。R2選用10k普通電阻，R3、R4均選用1k普通電阻，開關K1選用KDC—A01—06Y型的。P1和J1分別選用普尺寸相配的直流電源插頭、插孔。變壓器T選用3W14V以上電源變壓器即可。C1選用1000uF/25V電解電容，C2、C3、C4選470uF/25V電解電容，C5選用47μF/25V電解電容。

1.元器件的安裝

各電容、電阻、二極體、發光二極體、三極體及三端穩壓塊LM7812可利用萬能印刷板按前圖焊接即成。

2.定時啟動控制信號引出插孔J1的焊接

第一步：以森地牌YBC一48L.型(14Ah)充電器為例，拆下5顆固定螺釘，拆開充電器外殼。

第二步：取出電路板，在如圖6的部位找到雙色二極體LED1，注意LED1為紅綠兩隻二極體共用一個陰極的三腳組合體。最上邊一腳為綠色二極體的陽極，接綠色驅動電源正極。中間一腳為公共陰極，接地(即接驅動電源負極)。最下邊一腳為紅色二極體的陽極。接紅驅動電源正極。

第三步：將插孔J1，按插孔J1中心電極觸點引腳接紅色二極體的陽極、外電極觸點引腳接紅色二極體的陰極。注意插孔J1最好在電路板敷銅面紅色二極體對應的兩焊點上對應焊接，並將兩根引線由合適位置穿出。最後裝好充電器外殼。

3、石英小鬧鐘的三根引線的焊接

第一步：拆下石英小鬧鐘前蓋。

第二步：從石英小鬧鐘後蓋中推出表芯。

第三步：表芯取出，用鑷子撥開表芯後蓋四周鎖扣拆下表忑後蓋。

第四步：拆下表芯後蓋後。找到表芯中的揚聲器，翻開揚聲器並找揚聲器的正負極。

第五步：拆下揚聲器，在表芯電路板揚聲器的正、負極焊接點上分別對應焊接A線、B線，在表芯電路板的電源負極適當位置焊接C線。作為表芯供電電源負極引線。注意表芯電路板芯上揚聲器的正極焊接點是直接和表芯直流供電電源正極相通。所以在此A線是作為表芯直流供電電源正極引線。B線為表芯低電平音頻脈衝訊響信號輸出引線。

最後將A線、B線、C線由表芯後蓋揚聲器出聲孔向外穿出，裝上後蓋，三根引線焊接完成的石英小鬧鐘。

4.引入定時啟動控制信號的插頭P1與自製電路板的連接

參照原理圖將插頭P1的內極接顯線通過電阻R2接入自製電路板，插頭P1的外極接線接於自製電路板的地即可。

5.石英小鬧鐘的三根引線與自製電路板的連接

參照原理圖將石英小鬧鐘A線接Q2的發射極(即自製電路板為石英小鬧鐘的供電電源正極)，石英小鬧鐘B線接Q2的基極即向Q2的基極輸送低電平音頻脈衝訊響信號。

6.交流電源開關K1的電磁脫鉤線圈與圖自製電路板的連接

參照原理圖將交流電源開關K1的電磁脫鉤線圈接在圖3自製電路板的二極體D3兩端即可(不分正負)。

7.電源變壓器T次級與自製電路板的連接

參照原理圖將電源變壓器T次級接在自製電路板的整流電橋上即可。

8.電源變壓器T的初級與交流電源開關K1的連接

參照原理圖將電源變壓器T初級接在交流電源開關K1的交流輸出兩觸點引腳1和引腳2上即可。

9.定時插座與交流電源開關K1的連接

參照原理圖將定時插座接在交流電源開關K1的交流輸出的兩觸點的引腳1和引腳2上即可。

10.電源插頭與交流電源開關K1的連接按

參照原理圖將定時插座接在交流電源開關K1的交流輸入的兩觸點的引腳P1和引腳P2上即可。

四、說明

補充說明：以上是為了方便展示各步實際操作，拍攝圖片中各連接導線都作了相應縮短，個人製作時要根據實際需要取線。在此只要準確按原理無須調試就能成功焊接該款簡易定時插座，還要注意一定要將石英小鬧鐘內的小揚聲器拆除。本人焊接並包裝好的簡易定時插座與充電器連接。

使用說明：在充電前，先將定時值設好。將充電器控制信號輸出插孔J1和定時控制信號引入插頭P1連接好，充電器與蓄電瓶連好.插好交流電源好插頭，最後按下開關K1按鈕，簡易定時插座會自動在充電器轉入浮充充電狀態時開始計時，並在定時值達到時自結束充電。

當使充電器因蓄電瓶出問題而無法轉入浮充充電狀態(比如過度失水)，將充電器插頭P1和定時插座問插孔J1不再連接，定時插座此時則通電就開始計時，當定時值達到時自結束充電，即按設定值對充電器定時充電(只當一獨立的定時插座用)。

該簡易定時插座有以下使用優點：設定值掉電不丟失，無論充電過程中停電多少次。來電後簡易定時插座只對浮充充電累計計時，因為只有浮充充電時石英小鬧鐘則會得電計時，也使得簡易定時插座撇開浮充階段以前的各充電階段而只對浮充充電累計計時，進而達到精度充電和養護鉛酸電池之目的。

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