自制电动自行车快速充电器

笔者经反复试验，制作了一款可靠的电动自行车快速充电器，电路如附图所示。
一、电路特点
1．输出电压设定好后(例如36V)，若被充电瓶极板脱落断开，造成某组电池不通，或出现短路，则电瓶端电压即降低或为零，这时充电器将无输出电流。
2．若被充电瓶电压偏离设定电压，如设定电压为36V，误接24V、12V、6V电瓶等，充电器也无输出电流，若设定为24V误接为36V电瓶，由于充电器输出电压低于电瓶电压，因而也不能向电瓶充电。
3．充电器两输出端若短路时，由于充电器中可控硅SCR的触发电路不能工作，因而可控硅不导通，输出电流为零。
4．若使用时误将电瓶正负极接反，则可控硅触发电路反向截止，无触发信号，可控硅不导通，输出电流为零。
5．采用脉冲充电，有利于延长电瓶寿命。由于低压交流电经全波整流后是脉动直流，只有当其波峰电压大于电瓶电压时，可控硅才会导通，而当脉动直流电压处于波谷区时，可控硅反偏截止，停止向电瓶充电，因而流过电瓶的是脉动直流电。
6．快速充电，充满自停。由于刚开始充电时电瓶两端电压较低，因而充电电流较大。当电瓶即将充足时(36V电瓶端电压可达44V)，由于充电电压越来越接近脉动直流输出电压的波峰值，则充电电流也会越来越小，自动变为涓流充电。当电瓶两端电压被充到整流输出的波峰最大值时，充电过程停止。经试验，三节电动车蓄电池36V(12V／12Ah三节串联)，用该充电器只需几个小时即可充满。
7． 电路简单、易于制作,几乎不用维护及维修。



二、电路原理
AC220V市电经变压器T1降压，经D1-D4全波整流后，供给充电电路工作。当输出端按正确极性接入设定的被充电瓶后，若整流输出脉动电压的每个半波峰值超过电瓶的输出电压，则可控硅SCR经Q的集电极电流触发导通，电流经可控硅给电瓶充电。脉动电压接近电瓶电压时，可控硅关断，停止充电。调节R4，可调节晶体管Q的导通电压，一般可将R4由大到小调整到Q导通能触发可控硅(导通)即可。图中发光管D5用作电源指示，而D6用作充电指示。
三、元件选择
电源变压器可用BK200型控制变压器，输出电压用36V挡，亦可用4090型200V环形变压器，选次级电压为22Vx2或20V×2挡串联使用。笔者使用的4090型环变，其次级电压为24Vx2、12Vx2、0－6－23V三组，若将其24Vx2挡串联(48V)，则输出电压太高，充电电流过大(给 36V电动车蓄电池充电时，串上电流表测量平均充电电流约为1.5－1.8A，此为平均值，这时的峰值电流可达5－7A以上)，为降低变压器输出电压，将其余的12V×2和O－6V两组线圈顺向串接于初级线圈中，使次级输出电压降低为空载40V，满载(平均充电电流为1.2A时)为36V，可满足使用。由于4090型环形变压器市售价格仅为23元左右．可以降低制作成本。爱好者也可自行绕制变压器。
另外，电路中整流全桥D1－D4可选用8－10A方形全桥，中间有一圆形安装孔，可安装在铝板上以便散热。可控硅可用1OA／100V金封单向可控硅，将其同整流桥用螺母固定在同一散热铝板上。触发三极管Q的参数为Vceo≥60V，IM=1A，可选用2SB536、B564、B1008、B1015或 2SA684、A720等管子。R6用作限流保护作用，若变压器次级输出电压合适，充电电流(平均值)不超过1.5A，该电阻亦可省去不用。
该充电器若用于其他电压的蓄电池充电(如24V、12V等)，则可选取变压器的次级输出电压分别为22V－26V、12V－14V等类型，同时适当减小R2和R5的阻值，也可用波段开关分别控制次级交流电压和阻值转换，使该充电器有更大的使用范围。