SCR触发电池充电器电路

这篇文章解释了一个简单而准确的SCR触发电池充电器电路，可以有效地用于为所有类型的电池充电，包括铅酸电池，镍镉电池组，锂离子电池等。

这种SCR充电器可以在大多数汽车车库中看到，并且由于该装置的高可靠性和低维护功能，在汽车修理工中非常受欢迎。

主要特点

由于使用了SCR，因此完全充电截止点比基于晶体管的电池充电器系统清晰准确。

本设计中使用了两个 SCR，一个是高功率 SCR，通过提供所需的电流为电池充电，而另一个是低功率 SCR 监控电池的电压电平，并在电池电压达到完全充电水平时立即切断电源 SCR 的栅极电源。

由于 SCR 的电流范围甚至高达 1000 安培，因此电池充电器没有任何范围限制，几乎任何最高电平的电池都可以与该充电器电路一起使用。

与基于继电器的电池充电器相比，SCR 电池充电器本质上是完全固态的，没有任何磨损，其触点不断经历火花和退化，直到继电器最终磨损和故障。但是这种SCR系统没有这样的问题，因为这些设备非常持久，可以无限使用。

可控硅电池充电器的优点

如上所述，与其他传统类型的电池充电器相比，基于 SCR 的设计具有以下优势：

几乎没有磨损，因此使用寿命最长

SCR 具有极端电流范围，因此可以使用 1000 mAh 至 1000 Ah 的任何电池。

大型散热器可通过螺栓连接，通过简单的散热器螺栓连接设施实现高效工作

可在栅极电压低至 2 V 时触发

比 MOSFET 和继电器更便宜、更紧凑

由于内部坚固的特性，可靠且无限的ON/OFF开关寿命

易于使用和配置

电路说明

参考下面示出的大功率可控硅电池充电器电路，主要功能可以从以下几点来理解：

SCR1 = 10 至 20 安培，SCR2 = C106，R2 和 R3 的额定功率必须为 10 瓦，D1、D2 = 6A4 和 D3 = 1N4007，ZD1 = 6V 1 瓦齐纳

中心抽头变压器用作为电池充电的电源。它必须具有适当的额定值才能处理电池充电电流。优选对于铅酸蓄电池，变压器的电流容量必须小于蓄电池Ah值的10至8倍。因此，对于 100 Ah 电池，变压器必须为 12 安培，对于 500 Ah 电池，这可以额定为 60 安培，依此类推。来自电池的降压交流电使用二极管D1、D2进行全波整流。

您可以看到二极管之后没有使用滤波电容器，原因有两个：

如果使用干净的直流，则SCR1将被永久锁存，并且无法通过消除其栅极偏置来切断

电池通常不需要平稳的直流充电，只要充电电流为直流电就可以了，具有恒流和完全充电截止。

当电源接通时，无论电池电压如何，电容器C1都确保其将SCR2栅极接地并抑制导通。

当 SCR2 开关关闭时，来自 D1/D2 的直流很容易到达 SCR1 栅极，并触发其开启。

SCR1现在开始通过其阴极和接地向连接的电池提供充电电压和电流。

变压器的整个电源电压现在下降并稳定到电池放电水平。发生这种情况是因为变压器电流比电池 Ah 值小 10 倍，这迫使其降至电池放电水平。因此，如果电池的初始放电水平为11 V，则变压器的直流电也会降至11V，并随着SCR1逐渐为电池充电而缓慢上升。

使用R1/R5构建的电阻分压器网络现在开始监测电池电压。C1现在的作用类似于滤波电容，通过上述电阻分压器稳定SCR2的栅极输入。

最初，R1预设设置为当连接的电池达到其完全充电水平时，SCR2 只是打开。例如，对于 12 V 电池，可以设置 R1，使 SCR2 栅极的 ZD1 齐纳二极管在电池电压达到约 14.3 V 时刚开始导通，以便 SCR2 能够以大约 14.3 V 的电压点火，并切断 SCR1 栅极电源。

因此，当电池充电并达到预定值时，C1两端的电压足够高，允许齐纳ZD1导通。这反过来又导致SCR2点火，从而将SCR1的栅极电压拉到地，从而抑制其栅极偏置。

SCR2进入永久闭锁模式，因为它的栅极具有C1形式的滤波电容，因此它能够获得闭锁所需的纯直流电。

上述情况导致SCR1关闭，并切断电池的充电电流。

在此之后，由于没有充电电压，电池电压开始缓慢下降，直到达到稳定充电状态 （SoC），对于充满电的 12 V 电池，该状态可能在 12.6 V 至 12.8 V 左右。

由于SCR2是锁存的，因此电池电压降至其SoC水平不会对充电器的关断情况造成任何影响。

SCR充电器电路无限期地保持这种状态，直到电池被移除或输入电源被关闭并再次打开一个新的周期。

如何设置

SCR充电器电路可以设置为完全充电切断动作，如以下几点所述：

将部分放电的电池连接到电路。

在指示点上连接适当额定电流表。

在电池上连接电压表，设置在适当的范围内。

现在，打开电源，以便电池开始通过 SCR1 充电。

当您发现电流表读数几乎为零，电压表读数几乎达到完全充电水平时，请开始调整 R1 预设，直到 SCR1 刚刚切断。

出于指示目的，红色 LED 可以与 R4 串联连接。

当此 LED 开始发光后立即进行调整时，可以假设 SCR2 已打开，而 SCR1 已关闭。

SCR大功率电池充电器电路的设置现已完成。

您现在可以尝试使用新的放电电池实施充电器，并在设置的满电池阈值水平下见证自动切断过程。

带涓流电流的 SCR 充电器

下一个基于SCR的电池充电器电路是涓流充电器，其输出电流随着电池电压的增加而下降。听起来不错吧？当电池充电到最大完全充电水平时，充电速率会自动最小化。使用 12.6 伏变压器，有效提供 3 到 5 安培。

在电池获得最大充电电流期间，电阻R1和二极管D1在SCR1上切换，以便能够向电池提供全部电流。您可以发现R6和R3上的电压相当低，这导致D2停止导通;关闭 SCR2。

SCR2能够触发导通的电压由电位计R6定义。当D2开始将栅极电流传递到SCR2时，它导通，导致二极管D1反向偏置。D1的电压由R1拉动，几乎降至零。这会阻止 SCR1 激活。随着电池端电压的升高，导致电流缓慢和SCR1触发角度最小化。